基本简介
半导体
顾名思义：常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）。
物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等，称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。
半导体的分类，按照其制造技术可以分为：集成电路器件，分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类，一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类，虽然不常用，单还是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其规模进行分类的方法。此外，还有按照其所处理的信号，可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。
基本定义
电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。
半导体室温时电阻率约在10E-5～10E7欧·米之间，温度升高时电阻率指数则减小。
半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。
锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-Ⅵ族化合物(硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
半导体（东北方言）：意指半导体收音机，因收音机中的晶体管由半导体材料制成而得名。
本征半导体
不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下，半导体的价带是满带(见能带理论)，受到热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对，均能自由移动，即载流子，它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴，电子-空穴对消失，称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射（发光）或晶格的热振动能量（发热）。在一定温度下，电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时半导体具有一定的载流子密度，从而具有一定的电阻率。温度升高时，将产生更多的电子 - 空穴对，载流子密度增加，电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大，实际应用不多。
分立功率器件按照功率的大小划分为大功率半导体器件和中小功率半导体器件。具体来说，大功率晶闸管专指承受电流值在200A 以上的晶闸管产品；大功率模块则指承受电流25A 以上的模块产品；大功率IGBT、MOSFET 指电流超过50A 以上的IGBT、MOSFET 产品。
1956 年美国贝尔实验室（Bell Lab）发明了晶闸管，国际上，70 年代各种类型的晶闸管有了很大发展，80 年代开始加快发展大功率模块，同时各种大功率半导体器件在欧美日有很大的发展，90 年代IGBT 等全控型器件研制成功并开始得到应用。
在国内，60 年代晶闸管研究开始起步，70 年代研制出大功率的晶闸管，80年代以来，大功率晶闸管在中国得到很大发展，同时开始研制模块；本世纪以来，开始少量引进超大功率晶闸管（含光控晶闸管）技术；近年来国家正在逐步引进IGBT、MOSFET 技术。中国宏观经济的不断成长，带动了大功率半导体器件技术的发展和应用的不断深入。
晶闸管、模块、IGBT 的发明和发展顺应了电力电子技术发展的不同需要，是功率半导体发展历程中不同时段的重要标志产品，他们的应用领域、应用场合大部分不相同，小部分有交叉。在技术不断发展和工艺逐步改善的双重推动下，[1]大功率半导体器件将向着高电压、大电流、高频化、模块化、智能化的方向发展。在10Khz 以下、大功率、高电压的场合，大功率晶闸管和模块具有很强的抗冲击能力及高可靠性而占据优势，同时又因成本较低、应用简单而易于普及。在10Khz 以上、中低功率场合，IGBT、MOSFET 以其全控性、适用频率高而占据优势。
1. 导体：容易导电的物体。如：铁、铜等
2. 绝缘体：几乎不导电的物体。如：橡胶等
3. 半导体：半导体是导电性能介于导体和半导体之间的物体。在一定条件下可导电。 半导体的电阻率为10-3～109 Ω·cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。
半导体特点：
1) 在外界能源的作用下，导电性能显著变化。光敏元件、热敏元件属于此类。
2) 在纯净半导体内掺入杂质，导电性能显著增加。二极管、三极管属于此类。
2.1.2 本征半导体
1.本征半导体——化学成分纯净的半导体。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。电子技术中用的最多的是硅和锗。
硅和锗都是4价元素，它们的外层电子都是4个。其简化原子结构模型如下图：
外层电子受原子核的束缚力最小，成为价电子。物质的性质是由价电子决定的 。
外层电子受原子核的束缚力最小，成为价电子。物质的性质是由价电子决定的 。
2.本征半导体的共价键结构
本征晶体中各原子之间靠得很近，使原分属于各原子的四个价电子同时受到相邻原子的吸引，分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。如下图所示：
硅晶体的空间排列与共价键结构平面示意图
3.共价键
共价键上的两个电子是由相邻原子各用一个电子组成的，这两个电子被成为束缚电子。束缚电子同时受两个原子的约束，如果没有足够的能量，不易脱离轨道。因此，在绝对温度T=0°K（-273°C）时，由于共价键中的电子被束缚着，本征半导体中没有自由电子，不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电
一、半导体器件包括半导体特性，半导体二极管，双极结性三极管，场效应三极管等。
导电性介于良导电体与绝缘体之间，利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件。
二、放大电路的基本原理和分析方法：1.原理：单管共发射极放大电路；双极性三极管的三组态---共射 共基 共集；场效应管放大电路－－共源极放大。分压自偏压式共 源极放大，共漏极放大，多级放大，2方法 直流通路与交流通路；静态工作点的分析；微变等效电路法；图解法等等。
三、放大电路的频率响应
单管共射放大电路的频响－－下限频率，上限频率和通频带频率失真波特图多级放大电路的频响
四、功率放大
互补对称功率放大电路—— OTL（省去输出变压器），OCL（实用电路）
五、集成放大电路
放大电路（amplification circuit）能够将一个微弱的交流小信号（叠加在直流工作点上），通过一个装置（核心为三极管、场效应管），得到一个波形相似（不失真），但幅值却大很多的交流大信号的输出。实际的放大电路通常是由信号源、晶体三极管构成的放大器及负载组成。
偏置电路，差分放大电路，中间级，输出级。
六、放大电路的反馈
正反馈和负反馈
负反馈：四组态——电压串联，电压并联，电流串联，电流并联负反馈。（注意输出电阻和输入电阻的改变）
负反馈的分析：Af=1/F（深度负反馈时）
七、模拟信号运算电路
理想运放的特点（虚短虚地）；
比例运放（反向比例运放,同向比例运放，差分比例运放）；
求和电路（反向输入求和，同向输入求和）
积分电路，微分电路；
对数电路，指数电路；
乘法电路，除法电路。
八、信号处理电路
有源滤波器（ 低通LPF，高通HPF。带通BPF，带阻BEF）
电压比较器（过零比较器，单限比较器,滞回比较器，双限比较器）
九、波形发生电路
正弦波振荡电路（条件，组成，分析步骤）
RC正弦波振荡电路（RC串并联网络选频特性）
LC 正弦波振荡电路 （LC并联网络选频特性电感三点式电容三点式）
石英晶体振荡器
非正弦波振荡器（矩形波，三角波，锯齿形发生器）
十、直流电路
单相整流电路
滤波电路（电容滤波，电感滤波 ,复式滤波）
倍压整流电路（二倍压整流电路，多倍压整压电路）
串联型直流稳压电路
是涉及连续函数形式模拟信号的电子电路，与之相对的是数字电路，后者通常只关注0和1两个逻辑电平。“模拟”二字主要指电压（或电流）对于真实信号成比例的再现，它最初来源于希腊语词汇ανάλογος，意思是“成比例的。
（1）放大电路：用于信号的电压、电流或功率放大。
（2）滤波电路：用于信号的提取、变换或抗干扰。
（3）运算电路：完成信号的比例、加、减、乘、除、积分、微分、对数、指数等运算。
（4）信号转换电路：用于将电流信号转换成电压信号或将电压信号转换为电流信号、将直流信号转换为交流信号或将交流信号转换为直流信号、将直流电压转换成与之成正比的频率……
（5）信号发生电路：用于产生正弦波、矩形波、三角波、锯齿波。
（6）直流电源：将220V、50Hz交流电转换成不同输出电压和电流的直流电，作为各种电子线路的供电电源。
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