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* 第 * 页 1.1.2 N型半导体和P型半导体 1.1.3 PN结 1.1.4 PN结的单向导电性 1.1.1 半导体的导电特性 1.1 半导体基础知识和PN结 第1章 上页 下页 返回 本征半导体 完全纯净 的具有晶体 结构的半导 体称为本征 半导体 。它 具有共价键 结构。 锗和硅的原子结构 单晶硅中的共价键结构 价电子 硅原子 第1章 上页 下页 返回 1.1.1 半导体的导电特性 在半导 体中，同 时存在着 电子导电 和空穴导 电。空穴 和自由电 子都称为 载流子。 它们成对 出现，成 对消失。 在常温下自由电子和空穴的形成 复合 自由电子 本征 激发 第1章 上页 下页 返回 空穴 在通常情况下，本征半导体中载流子的数量是极其微弱的，其导电能力很差。 当温度增加，或受其他能量的激励（如光照），电子的运动加剧，载流子的数目增加，导电性能也就愈好，所以温度对半导体器件的性能影响很大。 1.1.2 N型半导体和P型半导体 原理图 P 自由电子 结构图 磷原子 正离子 P+ 在硅或锗中掺 入少量的五价元 素，如磷或砷、 锑，则形成N型 半导体。 多余价电子 少子 多子 正离子 在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子。电子带负电：Negative 第1章 上页 下页 N型半导体 返回 P型半导体 在硅或锗中 掺入三价元素， 如硼或铝、镓， 则形成P型半导 体。 原理图 B B- 硼原子 负离子 空穴 填补空位 结构图 在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。 多子 少子 负离子 第1章 上页 下页 返回 空穴带正电：Posotive 用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成P型半导体区域和N型半导体区域，在这两个区域的交界处就形成一个PN结 。 P 区 N 区 P区的空穴向N区扩散并与电子复合 N区的电子向P区扩散并与空穴复合 空间电荷区 内电场方向 1.1.3 PN结的形成 第1章 上页 下页 返回 空间电荷区 内电场方向 在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡。 P区 N区 多子扩散 少子漂移 第1章 上页 下页 返回 在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本上稳定。 内电场阻挡多子的扩散运动，推动少子的漂移运动。 空间电荷区 内电场方向 P N 多子扩散 少子漂移 结 论 ： 在PN结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。 第1章 上页 下页 返回 1.1.4 PN结的单向导电性 P区 N区 内电场 外电场 E I 空间电荷区变窄 P区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和 N区电子进入空间电荷 区和一部分正 离子中和 扩散运动增强，形成较大的正向电流。 第1章 上页 下页 外加正向电压 返回 外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走 空间电荷区变宽 内电场 外电场 少子越过PN结形成很小的反向电流 IR E 第1章 上页 下页 外加反向电压 N区 P区 返回 由上述分析可知： PN结具有单向导电性 即在PN结上加正向电压时，PN结 电阻很低，正向电流较大。（PN结处 于导通状态） 加反向电压时，PN结电阻很高，反 向电流很小。（PN结处于截止状态） 切记 第1章 上页 下页 返回 1.2 半导体二极管 表示符号 面接触型 点接触型 引线 触丝 外壳 N型锗片 N型硅 阳极引线 PN结 阴极引线 金锑合金 底座 铝合金小球 第1章 上页 下页 阴极 阳极 D 返回 1.2.1 基本结构 第1章 上页 下页 返回 几种二极管外观图 小功率二极管 大功率二极管 发光 二极管 1.2.2 二极管的伏安特性 -40 -20 O U/V I/mA 60 40 20 -50 -25 0.4 0.8 正向 反向 击穿电压 死区电压 U(BR) 硅管的伏安特性 I/μA 第1章 上页 下页 返回 -20 -40 -25 0.4 0.2 -50 10 O 15 5 I/mA U/V 锗管的伏安特性 I/μA 死区电压 死区电压：硅管约为：0.5V,锗管约为：0.2V。 导通时的正向压降：硅管约为:0. 7V,锗管约为:0.3V。 常温下，反向饱和电流很小.当PN结温度升高时，反向电流明显增加。 注 意: 1.2 晶体三极管(BJT) Bipolar Junction Transistor 1.2.1 基本结构 1.2.2 电流分配和电流放大原理 1.2.3 特性曲线 第1章 上页 下页 返回 1.2.4 主要参数 1.2.1 基本结构 NPN型 PNP型 B E T