"计算机电路第二章：半导体基本器件和工作原理"

计算机电路第二章（“半导体”文档）共40张.pptx 本文总结了计算机电路第二章关于半导体的内容。第二章半导体基本器件介绍了半导体二极管、半导体三极管和MOS场效应管的原理和特性。 2.1 半导体二极管 2.1.1 半导体基本知识 半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，如硅(Si)和锗(Ge)。硅和锗都是四价元素，它们的原子最外层轨道上有四个价电子。半导体在室温下由于热运动，少数价电子会挣脱共价键的束缚成为自由电子，同时在共价键中留下一个空位，这个空位称为“空穴”。空穴带有正电荷，类似于正离子。 2.1.2 半导体二极管的单向导电原理 半导体二极管是由P型和N型半导体材料组成的，它具有单向导电性质。当P型半导体的P区与N型半导体的N区形成PN结时，在正向偏置电压的情况下，电子从N区向P区移动，而空穴从P区向N区移动，导致电流流动；而在反向偏置电压的情况下，由于PN结的势垒，电子和空穴无法穿过势垒，电流不会流动。 2.1.3 半导体二极管的伏安特性 伏安特性曲线描述了半导体二极管在不同电压下的电流变化关系。在正向偏置电压下，随着电压的升高，电流迅速增加，呈指数增长；而在反向偏置电压下，电流基本保持很小的值，直到击穿电压时电流急剧增大。 2.2 半导体三极管 2.2.1 三极管输出特性 三极管的输出特性描述了其工作在截止区、放大区和饱和区等不同工作状态时的电流和电压之间的关系。在截止区，三极管的基极电流为零，集电极电流也为零。在放大区，三极管的集电极电流与基极电流之间存在放大关系。在饱和区，三极管的集电极电流达到饱和值。 2.2.2 三极管共发射极电流放大系数 三极管的共发射极电流放大系数描述了输入电流与输出电流之间的增益关系。它表示了输入电流的小变化导致输出电流的大变化程度。 2.2.3 三极管开关电路工作状态的分析方法 三极管可以用于开关电路，通过分析其工作状态可以确定开关的打开与关闭状态。具体方法包括判断基极电压和集电极电流的大小关系以及判断基极电压和集电极电流的正负关系等。 2.3 MOS场效应管 2.3.1 MOS场效应管的分类及符号 MOS场效应管根据材料和结构的不同可以分为增强型和耗尽型，并可以使用不同的符号表示。 2.3.2 增强型NMOS管的特性曲线 增强型NMOS管的特性曲线描述了其输入电压与输出电流之间的关系。在增强型NMOS管中，当栅极电压高于阈值电压时，形成导通状态，电流可以流通；而当栅极电压低于阈值电压时，形成截止状态，电流无法流通。 通过对以上内容的总结和整理，可以更好地理解计算机电路中半导体基本器件的原理和特性，为后续的学习和应用奠定基础。