化工中级工培训--化工电气和化工仪表(三版)

本书是化工工人中级技术培训教材（第三版）的一个分册。全书分化工电气和化工仪表两篇，主要内容为直流电路、电和磁的关系、交流电路、工业电子学基础知识、电气照明、变压器、交流电动机、三相交流电动机的控制、电热设备、电气测量指示仪表、化工企业供电、电气安全、化工自动化基本知识、化工生产过程参数检测及仪表、对象特性、控制规律和调节器、调节阀、简单控制系统、复杂控制系统、计算机控制系统及自动信号报警与连锁保护系统等二十一章内容。全书内容针对中级工特点，注重介绍基础知识、基本概念及应用实例等必须掌握的知识。
　　本书可供化工中级技术工人培训之用，也可供操作工和中、初级技术工人自学，还可供电气和仪表专业的相关人员阅读。

前言 　　为了适应社会主义市场经济发展对目前职工教育培训的需要，积极配合化工技术工人进行培训和职业技能鉴定，根据《化工特有工种职业技能鉴定规范》(讨论稿)对中级工应该掌握和了解的有关技术理论知识(应知)和工艺操作能力(应会)的内容，我们对2000年出版的《化工工人

第四章 工业电子学基础知识
第一节　半导体材料及其导电特性
一、半导体材料锗和硅的导电特性
现代电子设备中广泛使用的晶体二极管、晶体三极管、场效应管以及各种集成电路，它们都是由半导体材料制成的。目前使用的半导体材料主要是锗（Ge）和硅（Si）两种。
半导体的导电和金属或导电液的导电是一样的，都是物体内带电粒子的移动形成的。我们知道，导线中的自由电子、导电液体中的正离子和负离子，都是带电粒子，平时它们做不规则的热运动，不形成电流。当加上外电场时，带电粒子受电场力的作用，作定向运动，就形成了电流。
锗和硅的晶体的导电粒子是自由电子和空穴，它们是晶体受热或光照产生的。把空穴看作是带正电荷的粒子，它在电场中的运动方向与电子运动方向相反。在室温条件下，产生的自由电子和空穴数量有限，且在运动时受到的阻力较多，因此它的电阻率比金属大，称为半导体。由于半导体绝大多数都是晶体结构，因此半导体也称为晶体，半导体制成的元件也称为晶体器件，晶体管的得名即由此而来。
纯半导体的导电性能很差，若在纯半导体内加入一定量的杂质，则可使半导体的导电性能成万倍地增加。向纯净的锗或硅的晶体中掺入一个磷或砷原子，晶体中就会产生一个自由电子；每掺入一个硼或铝原子，晶体中就会产生一个空穴。通过掺杂质而增加了大量自由电子的半导体，称为电子型半导体，简称N型半导体；通过掺入杂质而增加了大量空穴的半导体，称为空穴半导体，简称P型半导体。
N型半导体电子的浓度比空穴的浓度大得多，导电功能主要依靠电子。
P型半导体空穴的浓度比电子的浓度大得多，导电功能主要依靠空穴。
不管N型半导体中的电子，还是P型半导体中的空穴，它们都构成了导电的主要因素，所以把它们统称为载流子。
P型半导体空中一旦空穴离开杂质原子，该杂质原子就成为带负电荷的离子。N型半导体中一旦自由电子离开杂质原子，该杂质原子就成为带正电荷的离子。
单个杂质半导体在集成电路中用来制造电阻，它是制造半导体器件的材料。
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