part1半导体二极管s.ppt

成绩评定方法 考试70％ 平时30％ 平时成绩＝到课＋课堂表现＋作业 到课：点名 缺课（事前请假）假条 迟到 课堂表现：回答问题＋纪律 作业：按时 效果  几个概念 本征激发： 当本征半导体的温度升高或受到光照时， 某些共价键中的价电子从外界获得能量而挣脱共价键的束缚， 离开原子而成为自由电子的同时，在共价键中会留下数量相同的空位子→→→空穴。这种现象称为本征激发。 　本征激发形成: 电子(负电荷)-空穴（带正电） （1）漂移电流： 自由电子在电场作用下定向运动形成的电流称为漂移电流。 （2）空穴电流： 空穴在电场作用下定向运动形成的电流称为空穴电流。 电子电流与空穴电流的实际方向是相同的，总和即半导体中的电流。 （3）复 合： 自由电子在热运动过程中和空穴相遇，造成电子-空穴对消失，这一过程称为复合。 结论 不论P型或N型半导体，掺杂越多，掺杂浓度越大，多子数目就越多，多子浓度就越大，少子浓度也小。 掺杂后，多子浓度都将远大于少子浓度，且即使是少量掺杂，载流子都会有几个数量级的增加，表明其导电能力显著增大。几十万到几百万倍 在杂质半导体中，多子浓度近似等于掺杂浓度，其值与温度几乎无关，而少子浓度也将随温度升高而显著增大。 PN结的形成 在一块晶体两边分别形成P型(硼)和N型半导 体(磷)。 由于P区有大量空穴(浓度大)，而N区的空穴极少(浓度小)，因此空穴要从浓度大的P区向浓度小的N区扩散。 N区电子也类似反向运动 扩散和漂移的动态平衡形成了PN结 ③ 空间电荷区 —— 在PN结的交界面附近，由于扩散运动使电子与空穴复合，在P 区和N区分别出现了由不能移动的带电离子构成的区域，这就是空间电荷区，又称为阻挡层，耗尽层，垫垒区。 ④ 内部电场——由空间电荷区将形成由N区指向P区的电场E，这一内部电场的作用是阻挡多子的扩散，加速少子的漂移。 PN结的单向导电性－－PN结外加电压情形 如果在PN结上加正向电压，即外电源的正端接P区，负端接N区。 可见外电场与内电场的方向相反，因此扩散与漂移运动的平衡被破坏。 外电场驱使P区的空穴进入空间电荷区抵消一部分负空间电荷，同时N区的自由电子进入空间电荷区抵消一部分正空间电荷。于是，整个空间电荷区变窄，电内电场被削弱，多数载流子的扩散运动增强，形成较大的扩散电流(正向电流)。 若给PN结加反向电压 即外电源的正端接N区，负端接P区，则外电场与内电场方向一致，也破坏了扩散与漂移运动的平衡。 外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走，使得空间电荷增加，空间电荷区变宽，内电场增强，使多数载流子的扩散运动难以进行。 但另一方面，内电场的增强也加强了少数裁流于的漂移运动，在外电场的作用下，N区中的空穴越过PN结进入P区， P区中的自由电子越过PN结进入N区，在电路中形成了反向电流。 半导体二极管 把PN结用管壳封装，然后在P区和N区分别向外引出一个电极，即可构成一个二极管。二极管是电子技术中最基本的半导体器件之一。根据其用途分有检波管、开关管、 稳压管和整流管等。 硅高频检波管 开关管 稳压管 整流管 发光二极管 电子工程实际中，二极管应用得非常广泛，上图所示即为各类二极管的部分产品实物图。 1. 二极管的基本结构和类型 点接触型：结面积小，适用于 高频检波、脉冲电路及计算机 中的开关元件。 外壳 触丝 N型锗片 正极引线 负极引线 N型锗 面接触型：结面积大，适用于 低频整流器件。 负极引线 底座 金锑合金 PN结 铝合金小球 正极引线 普通二极管 图符号 稳压二极管 图符号 发光二极管 图符号 D DZ D 使用二极管时，必须注意极性不能接反，否则电路非但不能正常工作，还有毁坏管子和其他元件的可能。 二极管的伏安特性 U(V) 0.5 0 0.8 -50 -25 I (mA) 20 40 60 (?A) 40 20 二极管具有“单向导电性” 二极管的伏安特性呈非线性，特性曲线上大致可分为四个区： 2 外加正向电压超过死区电压时，内电场大大削弱，正向电流迅速增长，二极管进入正向导通区。 死区 正向 导通区 反向 截止区 1 当外加正向电压很低时，正向电流很小，几乎为零。这一区域称之为死区。 4 外加反向电压超过反向击穿电压UBR时，反向电流突然增大，二极管失去单向导电性，进入反向击穿区。 反向 击穿区 3 反向截止区内反向饱和电流很小，可近似视为零值。 正向导通区和反向截止区 U(V) 0.5 0 0.8 -50 -25 I (mA) 20 40 60 (?A)