2021年考研《电子技术基础》考研真题与考点归纳
第一部分 模拟部分
第1章 半导体二极管
1.1 考点归纳
一、半导体基础知识 1．半导体的分类 （1）本征半导体 ①概念
本征半导体是指纯净的具有晶体结构的半导体。 ②载流子：自由电子和空穴。 ③本征激发
受光照或热激发，半导体中共价键的价电子获得足够的能量挣脱共价键的束缚，成为自由电子，此时共价键中留下一个空位，即空穴。 （2）杂质半导体 ①N型半导体
N型半导体是通过掺杂具有5个价电子的施主杂质形成的，如锑、砷和磷。自由电子浓度远大于空穴浓度，因此电子为多数载流子，空穴为少数载流子，显电中性。 ②P型半导体
P型半导体是通过掺杂具有3个价电子的受主杂质形成的，如硼、镓和铟。空穴浓度远大于自由电子浓度，因此空穴为多数载流子，电子为少数载流子，显电中性。 2．半导体特性
半导体导电性能的两个重要特性：掺杂特性与温度特性。掺杂浓度增大，温度升高，导电能力增强。 二、PN结 1.PN结的形成 （1）耗尽区
PN结是指由P型半导体和N型半导体相结合形成的不能移动的正、负离子组成的空间电荷区，又称耗尽区。 （2）内电场
在空间电荷区的两侧，P区带负电，N区带正电，形成内电场，方向由N区指向P区，可以阻止载流子的运动。 2.PN结的单向导电性 （1）正向导通
PN结外加正向电压时，与内外电场方向相反，外电场的存在削弱内电场，使耗尽区变窄，促进扩散运动，从而形成较大的正向电流。正向偏置的PN结表现为一个阻值很小的电阻。 （2）反向截止
PN结外加反偏电压时，内电场和外电场的方向相同，增强内电场，使耗尽区变宽，形成了较小的反向电流。反向偏置的PN结表现为一个阻值很大的电阻。 3.PN结反向击穿
PN结的反向击穿是指当PN结的反向电压逐渐增加到一定数值时，反向电流会突然快速增加的现象。 （1）电击穿
雪崩击穿发生在低掺杂的PN结中，击穿电压较低；齐纳击穿发生在高掺杂的PN结中，击穿电压较高。这两种击穿过程是可逆的。 （2）热击穿
反向电压和反向电流的乘积超过PN结的容许耗散功率，使结温上升直至过热而烧毁，此过程是不可逆的。 4.PN结电容
扩散电容CD：因扩散运动在PN结附近形成的电容。
势垒电容CB：当PN结外加反向电压时，呈现出来的电容效应。
PN结的电容效应在交流信号作用下才会表现出来。PN结正向偏置时，主要是扩散电容；PN结反向偏置时，主要是势垒电容。 三、二极管
1．二极管的结构和分类 （1）二极管的构成
半导体二极管是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由P区引出的电极称为阳极，N区引出的电极称为阴极，导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。 （2）二极管的分类
按材料的不同，二极管可分为硅管和锗管；
按用途的不同，二极管可分为普通二极管、整流二极管和稳压二极管等； 按结构的不同，二极管可分为点接触型、面接触型和平面型，其中，点接触型二极管适用于高频电路的检波或小电流整流，也可用作数字电路的开关元件，面接触型二极管适用于低频整流，平面型二极管适用于脉冲数字电路做开关管。
2．二极管的伏安特性 （1）伏安特性
二极管的伏安特性方程：
二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时，正向特性曲线向左移，反向特性曲线向下移，如图1-1所示。
图1-1 二极管的伏安特性
（2）工作模式 ①正向特性
a．当外加正向电压很低时，正向电流几乎为零；
b．当正向电压超过一定数值时，才有明显的正向电流，这个使二极管开始导通的临界电压称为开启电压0.1V；
，通常硅管的开启电压约为0.5V，锗管的开启电压约为
c．当正向电压大于开启电压后，正向电流迅速增长，曲线接近上升直线，二极管的正向压降变化很小，硅管的正向压降约为0.6～0.7V，锗管的正向压降约为0.1～0.3V。 ②反向特性
二极管加上反向电压时，形成很小的反向电流，当反向电压在一定范围内增大时，反向电流的大小基本恒定，称为反向饱和电流。 ③反向击穿特性
当二极管的外加反向电压大于反向击穿电压时，反向电流突然急剧增加，此时二极管反向击穿，反向击穿后，电流的微小变化会引起电压很大变化。 3．二极管的主要参数 （1）最大整流电流
：二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。
：二极管使用时允许加的最大反向电压。
（2）最高反向工作电压（3）反向电流
：二极管未击穿时的反向电流。
：二极管单向导电作用开始明显退化时的交流信号频率。
（4）最高工作频率
（5）反向恢复时间trr：：trr＝ts＋tt
ts：发生反转后二极管电流保持，以便少数载流子在相反材料中恢复多数载流子状态。
tt：过了存储阶段，电流将减少到与非导通区域近似的等级，这个周期由tt标记。
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