導(dǎo)體：很容易導(dǎo)電的物體，如金、銀、銅、鐵等。

絕緣體：不容易導(dǎo)電或者完全不導(dǎo)電的物體，如塑料、橡膠、陶瓷、玻璃等。

半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，如硅(Si)、鍺(Ge)、金屬氧化物等。硅和鍺是4價元素，原子的最外層軌道上有4個價電子。

N型半導(dǎo)體：在純凈半導(dǎo)體硅或鍺（4價）中摻入磷、砷等5價元素，由于這類元素的原子最外層有5個價電子，故在構(gòu)成的共價鍵結(jié)構(gòu)中，由于存在一個多余的價電子而產(chǎn)生大量自由電子，這種半導(dǎo)體主要靠自由電子導(dǎo)電，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體，其中自由電子為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成的空穴為少數(shù)載流子。

 P型半導(dǎo)體：在純凈半導(dǎo)體硅或鍺（4價）中摻入硼、鋁等3價元素，由于這類元素的原子最外層只有3個價電子，故在構(gòu)成的共價鍵結(jié)構(gòu)中，由于缺少價電子而形成大量空穴，這類摻雜后的半導(dǎo)體其導(dǎo)電作用主要靠空穴運動，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體，其中空穴為多數(shù)載流子，熱激發(fā)形成的自由電子是少數(shù)載流子。

PN結(jié)

PN結(jié)：將一塊半導(dǎo)體的一側(cè)摻雜成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)摻雜成N型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面處將形成一個特殊的薄層。

半導(dǎo)體中載流子有擴(kuò)散運動和漂移運動兩種運動方式。載流子在電場作用下的定向運動稱為漂移運動。

在半導(dǎo)體中，如果載流子濃度分布不均勻，因為濃度差，載流子將會從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動，這種運動稱為擴(kuò)散

擴(kuò)散與漂移達(dá)到動態(tài)平衡形成一定寬度的PN結(jié)，形成空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場

外加正向電壓-正向偏置

外加電場與內(nèi)電場方向相反，內(nèi)電場削弱，擴(kuò)散運動大大超過漂移運動，N區(qū)電子不斷擴(kuò)散到P區(qū)，P區(qū)空穴不斷擴(kuò)散到N區(qū)，形成較大的正向電流，這時稱PN結(jié)處于低阻導(dǎo)通狀態(tài)。

PN 結(jié)加反向電壓（反向偏置）

電流方向相反，導(dǎo)通截止

晶體二極管

• 概念

一個PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極管。符號用VD表示。

半導(dǎo)體二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點接觸型和面接觸型兩類。

點接觸型二極管PN結(jié)面積很小，結(jié)電容很小，多用于高頻檢波及脈沖數(shù)字電路中的開關(guān)元件。

面接觸型二極管PN結(jié)面積大，結(jié)電容也小，允許通過電流大，多用在低頻整流、檢波等電路中。

• 特性

正向特性（導(dǎo)通）

反向特性（截止）

反向擊穿

晶體三極管

概念

半導(dǎo)體三極管是由兩個背靠背的PN結(jié)構(gòu)成的。重要特性是具有電流放大作用和開關(guān)作用，常見的有平面型和合金型兩類。在工作過程中，兩種載流子（電子和空穴）都參與導(dǎo)電，故又稱為雙極型晶體管，簡稱晶體管或三極管。

兩個PN結(jié)，把半導(dǎo)體分成三個區(qū)域（三區(qū)二結(jié)）。這三個區(qū)域的排列，可以是N-P-N，也可以是P-N-P。因此，雙極型三極管有兩種類型：NPN型和PNP型。

NPN型

PNP型

工作于放大狀態(tài)的半導(dǎo)體三極管

條件：

內(nèi)部：發(fā)射區(qū)高摻雜，基區(qū)很薄，集電結(jié)面積大

外部：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏

大量電子N2通過很薄的基極被集電極吸收，少量電子N1在基極與空穴復(fù)合。N2和N1的比例由三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定。在不考慮ICBO時：

IC/IB=N2/N1=β

MOS晶體管

概念

NMOS，指的是利用電子來傳導(dǎo)電性信號的金氧半晶體管。NMOS的電路符號如下圖，而其結(jié)構(gòu)圖如左圖所示，是由負(fù)型摻雜形成的漏極與源極，與在氧化層上的閘極所構(gòu)成。

PMOS，指的是利用空穴來傳導(dǎo)電性信號的金氧半導(dǎo)體。PMOS的電路符號如下圖，而其結(jié)構(gòu)則如右圖所示，是由正型摻雜形成的漏極(drain)及源極(source)，與閘極(gate)及閘極下面的氧化層所構(gòu)成。

NMOS

N溝道增強(qiáng)型MOSFET的結(jié)構(gòu)

取一塊P型半導(dǎo)體作為襯底，用B表示。

用氧化工藝生成一層SiO2 薄膜絕緣層。

然后用光刻工藝腐蝕出兩個孔。

擴(kuò)散兩個高摻雜的N型區(qū)。從而形成兩個PN結(jié)。（綠色部分）

從N型區(qū)引出電極，一個是漏極D，一個是源極S。

在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。

N溝道增強(qiáng)型MOSFET的符號如左圖所示。左面的一個襯底在內(nèi)部與源極相連，右面的一個沒有連接，使用時需要在外部連接。

N溝道增強(qiáng)型MOSFET的工作原理

對N溝道增強(qiáng)型MOS場效應(yīng)三極管的工作原理，分兩個方面進(jìn)行討論，一是柵源電壓UGS對溝道會產(chǎn)生影響，二是漏源電壓UDS也會對溝道產(chǎn)生影響，從而對輸出電流，即漏極電流ID產(chǎn)生影響。

柵源電壓UGS的控制作用

先令漏源電壓UDS=0，加入柵源電壓UGS以后并不斷增加。UGS帶給柵極正電荷，會將正對SiO2層的表面下的襯底中的空穴推走，從而形成一層負(fù)離子層，即耗盡層，用綠色的區(qū)域表示。同時會在柵極下的表層感生一定的電子電荷，若電子數(shù)量較多，從而在漏源之間可形成導(dǎo)電溝道。溝道中的電子和P型襯底的多子導(dǎo)電性質(zhì)相反，稱為反型層。此時若加上UDS ，就會有漏極電流ID產(chǎn)生。當(dāng)UGS較小時，不能形成有效的溝道，盡管加有UDS ，也不能形成ID 。當(dāng)增加UGS，使ID剛剛出現(xiàn)時，對應(yīng)的UGS稱為開啟電壓，用UGS(th)或UT表示。

漏源電壓UDS的控制作用

設(shè)UGS＞UGS(th)，增加UDS，此時溝道的變化如下。

顯然漏源電壓會對溝道產(chǎn)生影響，因為源極和襯底相連接，所以加入UDS后， UDS將沿漏到源逐漸降落在溝道內(nèi)，漏極和襯底之間反偏最大，PN結(jié)的寬度最大。所以加入UDS后，在漏源之間會形成一個傾斜的PN結(jié)區(qū)，從而影響溝道的導(dǎo)電性。

當(dāng)UDS進(jìn)一步增加時， ID會不斷增加,同時，漏端的耗盡層上移，會在漏端出現(xiàn)夾斷，這種狀態(tài)稱為預(yù)夾斷。

當(dāng)UDS進(jìn)一步增加時， 漏端的耗盡層向源極伸展，此時ID基本不再增加，增加的UDS基本上降落在夾斷區(qū)。

N溝道耗盡型MOSFET

N溝道耗盡型MOSFET的結(jié)構(gòu)和符號如下圖所示，它是在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了一定量的正離子。所以當(dāng)UGS=0時，這些正離子已經(jīng)感生出電子形成導(dǎo)電溝道。于是，只要有漏源電壓，就有漏極電流存在。

當(dāng)UGS=0時，對應(yīng)的漏極電流用IDSS表示。當(dāng)UGS＞0時，將使ID進(jìn)一步增加。UGS＜0時，隨著UGS的減小漏極電流逐漸減小，直至ID=0。對應(yīng)ID=0的UGS稱為夾斷電壓，用符號UGS(off)表示，有時也用UP表示。N溝道耗盡型MOSFET的轉(zhuǎn)移特性曲線如右上圖所示。

場效應(yīng)管符號的說明

如果是P溝道，箭頭則向外
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