14二极管和晶体管

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1、第14章二极管和晶体管第14章二极管和晶体管第14章二极管和晶体管14.3半导体二极管14.4稳压二极管14.5半导体三极管14.2PN结14.1半导体的导电特性本章要求：1.PN结的单向导电性2.了解二极管、稳压管的工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；会分析含有二极管的电路。3.三极管的电流分配和电流放大作用；第14章二极管和晶体管半导体元器件本质上是非线性元件，允许的工程误差范围内：非线性元件线性元件对于元器件，重点放在使用，不要过分追究其内部微观机理。14.1半导体的导电特性◆导体、半导体和绝缘体1、导体:很容易导电，

2、如金属2、绝缘体：几乎不导电，如橡皮、陶瓷、塑料。3、半导体：导电能力处于导体和绝缘体之间，如硅、锗、砷化镓等。一种物质的导电性能取决于它的载流子密度（浓度）。所以，半导体的导电能力<<导体的导电能力14.1半导体的导电特性半导体的独有特性：导电能力易受外界影响。(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂性：往纯净半导体中掺入杂质，导电能力显著增强(可做成半导体器件，如二极管、晶体管和晶闸管等）。光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化(可做成各种光敏元件，如光敏电阻等)。热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强14.1.1本征半导

3、体（纯净物）完全纯净的、具有晶体结构晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健受共价键束缚的电子，称为价电子。不受束缚，能自由移动的电子，称为自由电子SiSiSiSi价电子本征半导体的导电机理在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,本征半导体中没有载流子（可运动的带电粒子），其导电能力为0。热激发提高导电能力掺杂质提高导电能力加热温度升高价电子获得能量脱离共价键的束缚价电子成为自由电子；共价键上出空位（即空穴）。◆热激发（本征激发）SiSiSiSi价电子空穴自由电子热激发：1）成对产生。2）电平衡原理：自由电子（-

4、）；空穴（+）。3）自由电子和空穴都是载流子。载流子：运载电流的微观粒子。（自由移动）本征半导体的导电机理+4+4+4+4给本征半导体外加电压U，则空穴吸引临近的价电子来填补，价电子的定向填补成空穴电流。+-2、热激发产生自由电子和空穴对，复合消失自由电子和空穴对。特点：1、半导体的载流子：自由电子和空穴4、外加电压下，半导体产生电流，半导体电流=电子电流+空穴电流，两种电流的电流方向相同。3、在一定温度下，产生和消失动态平衡，载流子数维持不变,导电能力不变。+4+4+5+4N型半导体Negative多余电子成自由电子磷原子

5、掺杂浓度为原子浓度的百万分之一(1/106)。14.1.2杂质半导体本征半导体中掺入杂质，杂质半导体，导电性提高。失去一个电子变为正离子N型半导体:掺入五价元素如磷结论：1、杂质半导体的载流子浓度1016>>本征半导体的载流子浓度1010。2、自由电子浓度>>空穴浓度，N型半导体显电中性。多数载流子（多子）自由电子少数载流子（少子）空穴。3、同样温度下，杂质半导体和本征半导体的热激发效果是否一样？空穴浓度哪个更大？P型半导体Positive掺入三价元素如硼SiSiSiSiP型半导体：空穴是多子，自由电子是少子。+3硼原子接受一个

6、电子变为负离子空穴无论N型或P型半导体都为电中性，即对外不显电性。1.在杂质半导体中多子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。2.在杂质半导体中少子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。3.当温度升高时，少子的数量（a.减少、b.不变、c.增多）。abc4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是，N型半导体中的电流主要是。（a.电子电流、b.空穴电流）ba练习与思考14.1电子导电与空穴导电的关系粒子运动方向相反；形成的电流方向却相同；自由电子【-】；空穴【+】N型半导体的载流子来源多子：自由电子（由掺杂质和热激发产生）

7、少子：空穴（由热激发产生）同温度下，N型半导体和本征半导体，哪一个的空穴浓度低？为什么？N型半导体。大量自由电子的存在，抑制了空穴的产生。练习与思考14.1判断题：空穴电流是自由电子递补空位产生的×价电子定向递补空位而产生的判断题：N型半导体中，自由电子数>空穴数，所以，N型半导体带负电。×多出的自由电子与带正电的磷离子互相一对一的中和电性，所以，N型半导体不带电14.2PN结14.2.1PN结的形成初始时刻稳定时刻14.2PN结14.2.1PN结的形成多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体内电场促进反向的少

8、子漂移运动。空间电荷区也称PN结扩散和漂移（相反的运动）最终会达到动态平衡，此时的空间电荷区，其厚度固定不变。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－多子扩散，自由电子和空穴互相中和，只剩下带