模拟电子技术-03二极管及其基本电路.pdf

3.1 半导体的基本知识 3.2 PN结的形成及特性 3.3 二极管 3.4 二极管的基本电路及其分析方法 3.5 特殊二极管 主要内容 ·半导体的基本知识 ·PN 结的形成及特点 ·半导体二极管的结构、V-I 特性、参数、及基本应用电路 基本要求 · 了解半导体材料的基本结构及PN 结的形成 ·掌握PN 结的单向导电工作原理 ·掌握二极管（包括稳压管）的V-I 特性及其基本应用 3.1 半导体的基本知识 3.1.1 半导体材料 3.1.2 半导体的共价键结构 3.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用 3.1.4 杂质半导体 3.1.1 半导体材料 5 -1 导电率10 S·cm -9 2 导电率10 ~10 S·cm-1 导体 根据物体导电能力 半导体 绝缘体 -22 -1 导电率10 S·cm 最常用 硅Si 锗Ge 砷化镓GaAs 半导体的特性简介 1. 通过掺入杂质可明显地改变半导体的电 导率 2. 温度可明显地改变半导体的电导率 3. 光照可明显地改变半导体的电导率，同 时还可以产生电动势。 (4. 外施电压能发光。) 3.1.2 半导体的共价键结构 硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构 图示应为立体结构 4价元素 正离子芯 周边有4个 电子 3.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用 本征半导体——化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单 晶体形态。 空穴——共价键中的空位。 电子空穴对—— 由热激发而 产生的自由电子和空穴对。 空穴的移动—— 空穴的运动 是靠相邻共价键中的价电子 由于随机热振动致使共价键被打破而产生 依次填充空穴来实现的。 空穴－电子对 3.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用 电子空穴对 空穴的移动 实际是电子在移动， 空穴是相对移动 由于随机热振动致使共价键被打破而产生 空穴－电子对 空穴是电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，共价键中留 下的空位空穴的出现是半导体区别于导体的重要特点。 3.1.4 杂质半导体 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。 掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的 半导体。 P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的 半导体。 3.1.4 杂质半