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1、半导体二极管及其应用电路主要内容：1.1半导体的基础知识1.2半导体二极管1.3特殊二极管1.4半导体二极管的应用1.5小结1.1半导体基础知识1.1.1半导体的导电特性1.1.2PN结1.1.1半导体的导电特性自然界中的各种物质按其导电性能的不同可划分为：导体、半导体和绝缘体。半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间.常见的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge),它们都是+4价元素.硅的热稳定性比锗好.1.1.1半导体的导电特性一、半导体的特点1.热敏性2.光敏性3.掺杂性温度、光照、是否掺入杂质元素这三方面对半导体导电性能强弱影响很大。当半导体温度升高、光照加强、掺入杂质元素，其导电能力将大大增
2、强。1.1.1半导体的导电特性二、本征半导体半导体按其是否掺入杂质来划分，又可分为：本征半导体和杂质半导体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体称为本征半导体。在绝对0K（-273oC），本征半导体基本不导电。1.1.1半导体的导电特性（1）本征半导体的原子结构及共价键共价键内的两个电子由相邻的原子各用一个价电子组成，称为束缚电子。价电子＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4共价键的两个价电子1.1.1半导体的导电特性（2）本征激发现象当温度升高或受光照射时，共价键中的价电子获得足够能量，从共价键中挣脱出来，变成自由电子；同时在原共价键的相应位置上留下一个空位，这个空位称为空穴,电子-空穴对就
3、形成了.自由电子abc＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4共价键的两个价电子空穴1.1.1半导体的导电特性在外电场或其他能源的作用下，邻近的价电子和空穴产生相对的填补运动。这样，电子和空穴就产生了相对移动，它们的运动方向相反，而形成的电流方向是一致的。由此可见，本征半导体中存在两种载流子：自由电子和空穴，而导体中只有一种载流子：自由电子，这是半导体与导体的一个本质区别。硼原子+4+4+4+4+3+4+4+4+41.1.1半导体的导电特性三、杂质半导体在本征半导体中加入微量杂质，可使其导电性能显著改变。根据掺入杂质的性质不同，杂质半导体分为两类：电子型（N型）半导体和空穴型（P型）半导体。（1
4、）P型半导体--掺入微量的三价元素（如硼）1.1.1半导体的导电特性因此,+3价元素原子获得一个电子,成为一个不能移动的负离子，而半导体仍然呈现电中性。P型半导体的特点：多数载流子为空穴；少数载流子为自由电子。1.1.1半导体的导电特性（2）N型半导体--掺入微量的五价元素(如磷)N型半导体:多子-自由电子少子-空穴磷原子＋4＋4＋4＋4＋5＋4＋4＋4＋4自由电子1.1.1半导体的导电特性注意：杂质半导体中的多数载流子的浓度与掺杂浓度有关；而少数载流子是因本征激发产生，因而其浓度与掺杂无关，只与温度等激发因素有关.P区N区1.1.2PN结一．PN结的形成在一块本征半导体的两边,分别形成P型
5、和N型半导体,在两种载流子交界处会出现载流子的相对运动.扩散运动-多数载流子因浓度上的差异而形成的运动.1.1.2PN结扩散的结果使P区和N区原来的电中性被破坏，在交界面靠近P区一侧留下了不能移动的负离子，靠近N区一侧留下了等量的正离子。P区和N区交界面两侧形成的正、负离子薄层，称为空间电荷区,其中无载流子。由于空间电荷区的出现，建立了PN结的内电场。漂移运动-内电场的作用使载流子发生的运动.P区N区空间电荷区(耗尽区势垒区)内电场1.1.2PN结当扩散和漂移两种相反作用的运动达到动态平衡时，形成的稳定空间电荷区就叫做PN结。P区N区PN结1.1.2PN结二．PN结的单向导电性（1）外加正
6、向电压—正偏当PN结加上正向电压，即P区接电源正极(高电位)，N区接电源负极(低电位)。此时，称PN结加正向偏置电压，简称“正偏”.变薄空穴(多数)电子(多数)R外电场内电场IFNP1.1.2PN结正偏时由于PN结变薄,空间电荷区消失(外加电场足够大),能导电的区域增大,因此,PN结呈现出的正向电阻小,流过的正向电流大.因此,PN结正偏导通.1.1.2PN结（2）外加反向电压—反偏当PN结加上反向电压，即P区接电源负极(低电位)，N区接电源正极(高电位)。此时，称PN结加反向偏置电压，简称“反偏”.NP变厚IR≈0R外电场内电场电子(少数)空穴(少数)1.1.2PN结反偏时由于PN结变厚,不
7、能导电的区域增大,因此,PN结呈现出的反向电阻很大,流过的反向电流很小,基本为0.因此,PN结反偏截止.※PN结的单向导电性:正偏导通,反偏截止1.1.2PN结三.PN结的反向击穿特性反向击穿:当PN结的反偏电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大的现象。PN结的击穿现象有下列两类：(1)热击穿:不可逆,应避免(2)电击穿:可逆,又分为雪崩击穿和齐纳击穿.1.1.2PN结(1)雪崩击穿当反向电压足够高时（一般U
