什么是半导体元件呢？

所谓半导体，是指其导通电流的能力不如金属那样好，但却又不如绝缘体那样差的物质。所谓“电流”实质就是这种自由电子在导线中的移动，由于电子带负电荷，故电子移动方向与电流方向相反，在图下中，电流从阳极流向阴极，电子当然从阴移向阳极，虽然多数国家(如日本、中国等>是这样规定电流方向的，也有些国外书籍，把电子移动方向约定为电流方向的。

半导体的种类有本征半导体，P型半导体，N型半导体，半导体工程学是基础，若不理解半导体工程学，就不能理解二极管，当然也不能完全理解晶体管和场效应管(FET)等半导体器件。(1)本征半导体，硅和锗都是半导体，而纯硅和锗(11个9的纯度)晶体称本征半导体，硅和锗为4价元素，其晶体结构稳定。

(2)P型半导体、P型半导体是在4价的本征半导体中混入了3价原子，极少量〈一千万份之一以下)的铟作成的晶体，由于3价原子进入4价原子中，因此作为晶体管结构就产生缺一个电子的部分，由于缺少电子，所以带正电，P型的“P”，正是取“Positive(正)”一词的第一个字母。

(3)N型半导体、若把5价的原子，砷混入4价的本征半导体中，会变得怎样？与上述相反，将产生多余1个电子状态的结晶，并显出带负电。这就是N型半导体，“N”便是从“Negative(负)”中取的第一个字母。

半导体器件种类、半导体虽然有本征半导体，N型半导体、P型半导体三类，但实际上只使用了P型和N型半导体，由P型半导体或N型半导体单体构成的产品，有热敏电阻器，正温度系数热敏电阻器、压敏电阻器等电阻体，由P型与N型半导体结合而构成的单结半导体元件，最常见的便是二极管，此外，FET也是单结元件，PNP或NPN以及形成双结的半导体元件就是晶体管，除单结、双结器件外，还有PNPN4层厂结构(如晶闸管)甚至也可形成NPNPN的5层结构。

锗、硅、硒、砷化镓、许多金属氧化物和金属硫化物等。其导电性介于导体和绝缘体之间的半导体称为半导体。

半导体有一些特殊的性质。例如，可以利用半导体的电阻率与温度的关系来制作热敏元件(热敏电阻)，用于自动控制；利用其光敏特性，可制成光敏元件用于自动控制，如光电池、光电池、光敏电阻等。

半导体还有一个最重要的特性。如果在纯半导体物质中适当掺入少量杂质，其电导率将增加数百万倍。这一特性可用于制造各种半导体器件，如半导体二极管、三极管等。

当半导体的一面做成P型区，另一面做成N型区时，在结附近形成一层具有特殊性质的薄层，一般称为PN结。图的上半部分分为P型半导体和N型半导体界面两侧的载流子扩散(用黑色箭头表示)。中间部分是PN结的形成过程，表示载流子的扩散效应大于漂移效应(蓝色箭头表示，红色箭头表示内建电场方向)。下部是PN结的形成。代表扩散和漂移之间的动态平衡。

半导体发光器件是一种将电能转换成光能的器件。它包括发光二极管、红外光源、半导体发光数字管等。

1·发光二极管

发光二极管的管芯也是一个PN结，并具有单向导电性。PN结加上正向电压时，电子由N区渡越（扩散）到空间电荷区与空穴复合而释放出能量。这些能量大部分以发光的形式出现，因此，可以直接将电能转换成光能。发光二极管的发光颜色（波长），困半导体材料及掺杂成分不同而不同。常用的有黄、绿、红等颜色的发光二极管。

发光二极管工作电压很低（1 5-3伏），工作电流很小（10-30毫安），耗电极省。可作灯光信号显示、快速光源，也呆同时起整流和发光两种作用。

图表-22是发光二极管的外形用符号图。

2·发光数字管

把磷化镓发光管或磷化镓发光管的管芯制成条状，用七条发光管组成七段式数字显示管，可以显示从0到9的十个数字。这种半导体数字显示管的优点是体积小、耗电省、寿命长、响应速度快。它可以作为各种小型计算器及数字显示仪表的数字显示用。

图：3-33为半导体发光数码管的示意图。

3·光电耦合器

把半导体发光器件和光敏器件组合封闭装在一起，就组成了具有电---光---电转换功能的光电耦合器。显然，给耦合器输入一个电信号，发光器件就发光，光被光接收器件接收后，又转成换成电信号输出。因为输入主输出之间用光进行耦合。所以输出端对输入端没有反馈，具有优良的隔离性能和抗干扰性能。光电耦合器又是光电开关，这种光电开关不存在继电器中机械点易疲劳的问题，可靠性很高。

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