由于热激发而
产生的自由电子
自由电子移走后
而留下的空穴
图 3-1 电子、空穴对的产生
邻近电子只空位
留下 可移动空穴
可移动的空穴
杂质原电子接受一个
电子成为负离子
图 3-2 P型半导体的共价键结构
杂质原子提供
的多余电子
杂质原子失去一个
电子成为正离子
图 3-3 N型半导体的共价键结构
P型区 空间电荷区 N型区
内电场
图 3-4 PN结的形成
外电场
1 2 2 1
IF UF
1′ 2′ 2′ 1′内电场
外电场
2 1 1 2
IRUF
2′ 1′ 1′ 2′内电场
P N P N
图 3-5 PN结加正向电压 图 3-6 PN结加反向电压
图 3-7 半导体二极管的结构及符号
（ a）点接触型；（ b）面接触型；（ c）平面型；（ d）符号
阳极 N型锗片 阴极
引线 引线
阳极 阴极
引线 引线
阳极 a k阴极
阳极引线
PN结
金锑合金
底座
阴极引线
(a)
触丝 外壳
铝合金
小球
（ b）
N型硅
P
N
P型支持衬底
（ c）
（ d）
阳极 a k阴极
90℃
20℃
-60℃
iD/mA
20
15
10
5
0-60 -40 -20
0.2
0.4
0.6
①
uD/V
②
③
-10
-20
-30
-40
iD/?A
iD/mA
uD/V-60℃
90℃
20℃
图 3-8 锗二极管 2AP15的伏安特性 图 3-9 温度对二极管伏安特性的影响
a+
-k
Δ uZ u
Z
iZ/m
A
uZ/
VA
C
Δi
Z
O
（ a） （ b）
图 3-10 稳压管的电气符号与伏安特性
（ a）符号；（ b）伏安特性
RL
iO(iL)R
iZiR
uo
+
-
+
-
VDZui
图 3-11 简单的稳压电路
（ a） （ b） （ c）
c集电极
集电结
发射结
N
集电区
P
基区
N
发射区
发射极e
b
e
c
b
e
c
图 3-12 三极管的结构与符号
（ a） NPN型 BJT结构示意图；（ b） NPN型 BJT符号；（ c） PNP型 BJT符号
b
c
c
e
b
b
ce
(a) (b) (c)
V VV
图 3-13 三极管在放大电路中的三种连接方式
（ a）共基极；（ b）共发射极；（ c）共集电极
c
IB
IB
b UCE
N
P
N
UBE
IE
图 3-14 NPN管共射电路接法
c
b
IE
e
V
IC
IB
UBE
c
b e V
IC
IB
UBE
UCE UCE
IE
图 3-15 两种晶体管电路接法的区别
（ a） NPN型管；（ b） PNP型管
iR/?A
c
b
IE
e
V
IC
IB
UBB UCE
RB
R
C
80
60
40
20
0 0.2 0.4 0.6 0.8 uBE/V
uCE=0V
uCE≥ 1V
25℃
iC/mA
4
3
2.32
1.5
1
0 2 4 6 8 uBE/V
iB=20 ?A
25℃
饱和区
放大区 100
60
40
截止区
Δ i
C
Δ i
B
80
Q
（ a） （ b） （ c）
图 3-16 NPN管的共射极特性曲线
（ a）电路图；（ b）输入特性曲线；（ c）输出特性曲线
d（ 漏极 ）
耗尽层
N
型
沟
道
P P
g（ 栅极 ） s（ 源极 ）
g
s
g
s
dd
（ a） （ b） （ c）
图 3-17 结型场效应管的结构示意图和符号
（ a） N型结型场效应管的结构；（ b） N型的符号；（ c） P型的符号
PP N
g
d
s
Rd
iD较大
UDD
PP N
g
d
s
Rd
iD减小
UDD
UG
G
PPg
d
s
Rd
iD≈ 0
UDD
UG
G
（ a） （ b） （ c）
图 3-18 结型场效应管的工作原理
（ a） uGS＝ 0时；（ b） uGS＜ 0时；（ c） uGS为某一负值时，导电沟道被“夹断”
UDD
d
s
UGG
g
Rd
uo
us
iD
图 3-19 场效应管的电压放大作用
iD/mA iD/mA
UDS/V UDS/V
（ a） （ b）
IDSS
UDS=常数
UGS
(off)
-1V
-2V
预夹断轨迹
可变
电阻区
恒流区
夹断区
-3V
-4V
-5V
-4 0
UGS=0V
-20
图 3-20 N沟道结型场效应管的特性曲线
（ a）输出特性曲线；（ b）转移特性曲线
源极 s 栅极 g 漏极 d
铝 铝铝 SiO
2绝缘层
耗尽层 P型硅衬底
衬底
d
g
s
B型衬底引线
（ a） （ b）
图 3-21 N沟道增强型绝缘栅场效应管结构和符号
（ a）结构示意图；（ b）符号
N型（感生）沟道
迅
速
增
大
id
d
UDS
UGS
+-
衬底引线
g
s
+-
N+N+
衬底引线
耗尽层
二氧化硅
s g d 铝
N+N+
UDS
- +
P
（ a）
（ c）
N+N+
耗尽层
N型 （ 感生 ） 沟道
s g d
UDS
UGS+-
衬底引线
N+N+
s g d
UDS
UGS+-
衬底引线
饱
和
夹断区
id+-
P
（ b）
（ d）
图 3-22 N沟道增强型绝缘栅场效应管的基本工作原理示意图
（ a） uGS＝ 0时，没有导电沟道；（ b） uGS＞ VT时，出现 N型沟道；
（ c） uDS较小时,iD迅速增大；（ d） uDS较大出现夹断时,iD趋于饱和
iD/mA
Ⅰ 区
Ⅱ 区 Ⅲ 区5V
4V
uGS=3V
uDS=10V
4 iD/mA
3
0 4 8 12 16 20 uDS/V 0 2 4 6 uDS/V
2
3
1
2
1
（ a） （ b）
图 3-23 N沟道增强型绝缘栅场效应管的特性曲线
（ a）输出特性曲线；（ b）转移特性曲线
s g d掺杂后具有正
离子的绝缘层 二氧化硅
N型沟道耗尽层
衬底引线
N+ N+
P
图 3-24 N沟道耗尽型绝缘栅场效应管结构示意图
产生的自由电子
自由电子移走后
而留下的空穴
图 3-1 电子、空穴对的产生
邻近电子只空位
留下 可移动空穴
可移动的空穴
杂质原电子接受一个
电子成为负离子
图 3-2 P型半导体的共价键结构
杂质原子提供
的多余电子
杂质原子失去一个
电子成为正离子
图 3-3 N型半导体的共价键结构
P型区 空间电荷区 N型区
内电场
图 3-4 PN结的形成
外电场
1 2 2 1
IF UF
1′ 2′ 2′ 1′内电场
外电场
2 1 1 2
IRUF
2′ 1′ 1′ 2′内电场
P N P N
图 3-5 PN结加正向电压 图 3-6 PN结加反向电压
图 3-7 半导体二极管的结构及符号
（ a）点接触型；（ b）面接触型；（ c）平面型；（ d）符号
阳极 N型锗片 阴极
引线 引线
阳极 阴极
引线 引线
阳极 a k阴极
阳极引线
PN结
金锑合金
底座
阴极引线
(a)
触丝 外壳
铝合金
小球
（ b）
N型硅
P
N
P型支持衬底
（ c）
（ d）
阳极 a k阴极
90℃
20℃
-60℃
iD/mA
20
15
10
5
0-60 -40 -20
0.2
0.4
0.6
①
uD/V
②
③
-10
-20
-30
-40
iD/?A
iD/mA
uD/V-60℃
90℃
20℃
图 3-8 锗二极管 2AP15的伏安特性 图 3-9 温度对二极管伏安特性的影响
a+
-k
Δ uZ u
Z
iZ/m
A
uZ/
VA
C
Δi
Z
O
（ a） （ b）
图 3-10 稳压管的电气符号与伏安特性
（ a）符号；（ b）伏安特性
RL
iO(iL)R
iZiR
uo
+
-
+
-
VDZui
图 3-11 简单的稳压电路
（ a） （ b） （ c）
c集电极
集电结
发射结
N
集电区
P
基区
N
发射区
发射极e
b
e
c
b
e
c
图 3-12 三极管的结构与符号
（ a） NPN型 BJT结构示意图；（ b） NPN型 BJT符号；（ c） PNP型 BJT符号
b
c
c
e
b
b
ce
(a) (b) (c)
V VV
图 3-13 三极管在放大电路中的三种连接方式
（ a）共基极；（ b）共发射极；（ c）共集电极
c
IB
IB
b UCE
N
P
N
UBE
IE
图 3-14 NPN管共射电路接法
c
b
IE
e
V
IC
IB
UBE
c
b e V
IC
IB
UBE
UCE UCE
IE
图 3-15 两种晶体管电路接法的区别
（ a） NPN型管；（ b） PNP型管
iR/?A
c
b
IE
e
V
IC
IB
UBB UCE
RB
R
C
80
60
40
20
0 0.2 0.4 0.6 0.8 uBE/V
uCE=0V
uCE≥ 1V
25℃
iC/mA
4
3
2.32
1.5
1
0 2 4 6 8 uBE/V
iB=20 ?A
25℃
饱和区
放大区 100
60
40
截止区
Δ i
C
Δ i
B
80
Q
（ a） （ b） （ c）
图 3-16 NPN管的共射极特性曲线
（ a）电路图；（ b）输入特性曲线；（ c）输出特性曲线
d（ 漏极 ）
耗尽层
N
型
沟
道
P P
g（ 栅极 ） s（ 源极 ）
g
s
g
s
dd
（ a） （ b） （ c）
图 3-17 结型场效应管的结构示意图和符号
（ a） N型结型场效应管的结构；（ b） N型的符号；（ c） P型的符号
PP N
g
d
s
Rd
iD较大
UDD
PP N
g
d
s
Rd
iD减小
UDD
UG
G
PPg
d
s
Rd
iD≈ 0
UDD
UG
G
（ a） （ b） （ c）
图 3-18 结型场效应管的工作原理
（ a） uGS＝ 0时；（ b） uGS＜ 0时；（ c） uGS为某一负值时，导电沟道被“夹断”
UDD
d
s
UGG
g
Rd
uo
us
iD
图 3-19 场效应管的电压放大作用
iD/mA iD/mA
UDS/V UDS/V
（ a） （ b）
IDSS
UDS=常数
UGS
(off)
-1V
-2V
预夹断轨迹
可变
电阻区
恒流区
夹断区
-3V
-4V
-5V
-4 0
UGS=0V
-20
图 3-20 N沟道结型场效应管的特性曲线
（ a）输出特性曲线；（ b）转移特性曲线
源极 s 栅极 g 漏极 d
铝 铝铝 SiO
2绝缘层
耗尽层 P型硅衬底
衬底
d
g
s
B型衬底引线
（ a） （ b）
图 3-21 N沟道增强型绝缘栅场效应管结构和符号
（ a）结构示意图；（ b）符号
N型（感生）沟道
迅
速
增
大
id
d
UDS
UGS
+-
衬底引线
g
s
+-
N+N+
衬底引线
耗尽层
二氧化硅
s g d 铝
N+N+
UDS
- +
P
（ a）
（ c）
N+N+
耗尽层
N型 （ 感生 ） 沟道
s g d
UDS
UGS+-
衬底引线
N+N+
s g d
UDS
UGS+-
衬底引线
饱
和
夹断区
id+-
P
（ b）
（ d）
图 3-22 N沟道增强型绝缘栅场效应管的基本工作原理示意图
（ a） uGS＝ 0时，没有导电沟道；（ b） uGS＞ VT时，出现 N型沟道；
（ c） uDS较小时,iD迅速增大；（ d） uDS较大出现夹断时,iD趋于饱和
iD/mA
Ⅰ 区
Ⅱ 区 Ⅲ 区5V
4V
uGS=3V
uDS=10V
4 iD/mA
3
0 4 8 12 16 20 uDS/V 0 2 4 6 uDS/V
2
3
1
2
1
（ a） （ b）
图 3-23 N沟道增强型绝缘栅场效应管的特性曲线
（ a）输出特性曲线；（ b）转移特性曲线
s g d掺杂后具有正
离子的绝缘层 二氧化硅
N型沟道耗尽层
衬底引线
N+ N+
P
图 3-24 N沟道耗尽型绝缘栅场效应管结构示意图
