模拟电子技术基础,廖惜春第2章半导体二极管及其应用b

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1、第2章半导体器件基础2.1教学基本要求主要知识点教学基本耍求熟练掌握正确理解一般了解半导体基础知识木征半导体，掺杂半导体、/PN结的形成PN结的单向导电性PN结的电容效应半导体二极管二极管的结构及类型IV二极管的伏安特性及主耍参数二极管的应用（整流和限幅）硅稳压管的伏安特性、主要参数硅稳压管稳压电路光电二极管，变容二极管IV晶体管三极管晶体筲的结构及其工作原理电流分配与放大作用品体管的工作原理、伏安特性及主要参数场效应管场效应管的结构与类型IV场效应筲的工作原理场效应管的伏安特性及主要参数场效应管放大器的结构2.2重点和难点

2、一、重点1.理解PN结的形成和特点。2.理解PN结的单昀导电性、半导体二极管的伏安特性。二、难点1.正确理解PN结的组成及其工作原理。2.正确理解二极管（包括稳压管）的伏安特性和特点。2.3知识要点1.半导体与PN结＜r什么是半导体N型和P型半导体PN结的形成PN结的单向导电性PN结的伏安特性r二极管的结构及分类二极管的伏安特性2.半导体二极管及其应用^主要参数等效电路L二极管的应用"稳压二极管3.特殊二极管发光二极管光电二极管<变容二极管"晶体管的结构及类型I电流分配及电流放大作川4.双极型晶体管1共发射极特性、工作区域、

3、主要参数场效应管的结构及类型）场效应管的工作原理5.结型场效应管

4、转移特性和输出特性主要参数rMOS场效应管的结构及类型MOS场效应管的工作原理6.MOS场效应管J转移特性和输出特性主要参数

5、导体受到光照时，电阻率会发生改变，利用这个特性制成光敏器件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。（3）杂敏特性：当在纯净的半导体巾掺入微量的其它杂质元素（如磷、硼等）时，其导电能力会显著增加，利用这个特性制成半导体器件，如半导体二极管、半导体三极管、场效应管、晶闸管等等。2.4.2本征半导体1.本征半导体具有晶体结构的纯净半导体称力本征半导体。最常用的半导体材料力硅（Si）和锗（Se）。2.半导体的共价键结构在硅或锗的本征半导体中，由于原子排列整齐和紧密，原來属于某个原子的价电子，可以和相邻原子所共有，形成共价键结构。图2

6、-1所示为硅和锗共价键的（平面）示意图。电•+4*空山子•硅或W的•••坡子核•/••眷參••1+4)••<+4)••1+4}••<+4)<••:+4)••r+4'}••參•••阌2-1共价键结构示意阌阁2-2自由电子和空穴的形成3.载流子在绝对零度和未获得外加能量时，半导体不具备导电能力。但由于共价键屮的电子为原子核最外层电子，在温度升高或者外界供给能量下最外层电子容易被热激发成为自由电子，如图2-2所示。井价键失去电子后留下的空位称力空穴，电子和空穴成对出现，称为载流子。空穴参与导电是半导体导电的特点，也是与导体导电最根

7、本的区别。2.4.3N型半导体和P型半导体为了提高本征半导体导电能力，应增加载流子的数目，在本征半导体中掺入微量的其它元素（称力掺杂），形成杂质半导体。1.N型半导体如果在硅或锗的本征半导体中掺入微量的5价元素（如磷）后，其自由电子数目远远大于空穴数目，故这种半导体称为N型电子半导体，简称N型半导体。N型半导体中自由电子为多数载流子（多子），空穴为少数载流子（少子），磷原子称力施主杂质。而且多数载流子决定于掺杂浓度，少数载流子取决于温度。2.P型半导体如果在硅或锗的本征半导体中掺入微量的3价硼（B）元素，体中，空穴的数量远远

8、大于自由电子数，空穴力多数载流子，自由电子为少数载流子，故P型半导体也称为空穴半导体，硼原子称为受主杂质。无论是N型半导体还是P型半导体，尽管有一种载流子占多数，但整体上仍然是电屮性的。2.4.4PN结及其单向导电性1.PN结的形成则形成P型半导体。在P型半导空穴负离F正离f自由屯户(a)©°©©•oo

9、，一边形成P型半导体，这样在两种半导体的交界面就会形成•一个空间电荷区，即PN结。由于PN结(b)的特殊性质，使得它成为制成各种半导体器件的基础。PN结形成的示意图如图2-3所示。2.工作原理由于两边载流子浓度的差异，P型半导体屮的“多子”空穴向N型区扩散，而N型半导体屮的“多子”自由电子