二极管及其应用课件.ppt

《二极管及其应用课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、半导体二极管及其基本应用电路学习要点半导体的基本知识半导体二极管的特性及参数半导体二极管模型特殊二极管二极管的应用二极管的检测方法一、半导体的基本知识什么是半导体物质按导电能力强弱不同可分为导体、绝缘体和半导体三大类。导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质目前制造半导体器件用得最多的是硅和锗两种材料1半导体二极管2.半导体的导电特性（1）热敏特性（2）光敏特性（3）掺杂特性半导体材料具有以下一些独特的导电特性：（1）杂敏性在纯净的半导体材料中掺入某种微量的元素(如硼和磷等)后，其导电能力将猛增几万倍甚至百万倍。（2）光敏性有的半导体材料在无光照时电阻率很高

2、，而一旦受到光线照射后电阻率即显著下降。（3）热敏性所谓热敏性是指半导体的电导率随温度升高(例如受热辐射)而显著增大的特性，即温度升高其导电能力大大加强。温度对半导体材料的导电性能影响很大。3、本征半导体本征半导体——完全纯净的、结构完整的半导体晶体图1原子结构示意图(a)硅(b)锗图2本征半导体的共价键结构本征半导体中的两种载流子——电子和空穴载流子——可以自由移动的带电粒子。电导率——与材料单位体积中所含载流子数有关，载流子浓度越高，电导率越高。电子空穴对当T=0K和无外界激发时，导体中没有栽流子，不导电。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有

3、的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子——本证激发。自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，这个空位为空穴。+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。本征激发动画1空穴返回4、杂质半导体+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4（1）N型半导体（电子型半导体）在本征半导体中掺入五价的元素(磷、砷、锑)多余电子，成为自由电子+5自由电子在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂

4、质的本征半导体称为杂质半导体。返回+5N型半导体多余电子磷原子硅原子多数载流子——自由电子少数载流子——空穴++++++++++++N型半导体施主离子自由电子电子空穴对+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+3（2）P型半导体（空穴型半导体）在本征半导体中掺入三价的元素（硼）+3空穴空穴返回在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。空穴硼原子硅原子多数载流子——空穴少数载流子——自由电子－－－－－－－－－－－－P型半导体受主离子空穴电子空穴对2.P型半导体杂质半导体的示意图++++++++++++N型半导体多子—电子少子—空穴－－－－－－－－－

5、－－－P型半导体多子—空穴少子—电子少子浓度——与温度有关多子浓度——与温度无关5.PN结的形成图5载流子的扩散图6PN结的形成6.PN结的单向导电性a)b)图2PN结单向导电性实验电路a)PN结加正向电压b)PN结加反向电压PN结电阻很小PN结电阻很大发光不发光PN结的单向导电性(1)加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区外电场的方向与内电场方向相反。外电场削弱内电场→耗尽层变窄→扩散运动＞漂移运动→多子扩散形成正向电流IF正向电流(2)加反向电压——电源正极接N区，负极接P区外电场的方向与内电场方向相同。外电场加强内电场→耗尽层变宽→漂移运动

6、＞扩散运动→少子漂移形成反向电流IRPN在一定的温度下，由本征激发产生的少子浓度是一定的，故IR基本上与外加反压的大小无关，所以称为反向饱和电流。但IR与温度有关。结论:PN结加正向电压——“正向偏置”，简称“正偏”P区接电源正极，N区接电源负极——PN结电阻很小，正向导通（2）PN结加反向电压——“反向偏置”，简称“反偏”P区接电源负极，N区接电源正极——PN结电阻很大，反向截止二、半导体二极管二极管的结构、图形符号和型号（1）结构和图形符号管壳PN结a)b)图3二极管的结构和图形符号a)结构b)图形符号图4几种常见二极管的外形二极管按结构分有点接触型、

7、面接触型二大类。(1)点接触型二极管PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。(2)面接触型二极管PN结面积大，用于大电流整流电路。半导体二极管的结构三、二极管的伏安特性加在二极管两端的电压与通过二极管电流之间的关系称为二极管的伏安特性，可用曲线表示。图5二极管的伏安特性（1）正向特性指二极管加正向电压（二极管正极接高电位，负极接低电位）时的特性。当正向电压小于某一数值（该电压称为“死区电压”或“门坎电压”，硅管为0.5V，锗管为0.2V）时，通过二极管的电流很小几乎为零。当正向电压超过死区电压时，电流随电压的升高而明显的增加，此时二极管进入导通状

8、态。二极管导通后二极管两端的电压几乎不随电流的大小而变化，此时二极