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第四章芈导体器件 第一节半导体材料及PN结 导体 半导体 绝缘体 雅安职业技术学院机电与信息工程系 本征半导体 纯净的、晶体结构完整的半导体称为本征半导体,常温下其电阻率很髙 是电的不良导体 当温度升高或受到外界其他因素影响时,少数价电子获得能量从而挣脱共价键的 束缚,成为自由电子,在原来的共价键的相应位置留下一个空位,称之为“空穴 :::: A处为空穴,B处为自由 电子。因为自由电子与空 穴是成对出现的,所以称 为电子—空穴对,此时整 原子对外仍然呈现电中 性,这种现象就称为本征 激发 可见,在本征半导体中存在两种载流子:带负电荷的电子载流子和带正电 荷的空穴载流子。 雅安职业技术学院机电与信息工程系 、杂质半导体 )N型半导体 在纯净浄的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置, 就形成了N型半导体 N型半导体也称为电子型半导体。 二)P型半导体 纯浄的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位子,就形 成P型半导体 P型半导体也称为空穴型半导体 雅安职业技术学院机电与信息工程系 三、PN结 (-)PN结的形成 结 PN! 在这个区域内,多数载流子 或已扩散到对方,或被对方 扩散过来的多数载流子(到 P 半导体 N型半导体 了本区域后即成为少数载流 子了)复合掉了,即多数载 流子被消耗尽了,所以又称 此区域为耗尽层,它的电阻 率很高,为高电阻区。 雅安职业技术学院机电与信息工程系 正向电流 E 区一侧呈现负电荷,N区 侧呈现正电荷,因此空间电荷 区出现了方向由N区指向P区 的电场,由于这个电场是载流 半导体Q半导体 子扩散运动形成的,而不是外 加电压形成的,故称为内电场 内电场 外电场 雅安职业技术学院机电与信息工程系 (二)PN结的单向导电性 PN结在未加外加电压时,扩散运动与漂移运动处于动态平衡,通过PN结 的电流为零。 ⌒外加正向电压(正偏) ③外加反向电压(反偏) PN结的击穿特性 雅安职业技术学院机电与信息工程系 第二节半导体二极管 半导体二极管的结构 半导体二极管简称“二极管”。它是由一个PN结组成的器件,具有 单向导电的性能,因此,常用它作为整流或检波的器件。二极管有两个电 极,接P型半导体的引线叫阳极,接N型半导体的引线叫阴极 F结 旧符号 新符号 极管在电路中常用VD″加数字表示,如:VD5表示编号 为5的二极管。 雅安职业技术学院机电与信息工程系 极管按材料分,有锗_极管、硅二极管和砷化镓二极管,前两种应用 最广泛。 按用途分有整流二极管、检波二极管、开关二极管、稳压二极管、变 容二极管、发光二极管等。按结构不同分为点接触型〓极管和面接触型二 极管 片 玻璃外壳 支架 合金电极 引线 引线 焊锡 触丝 点接触型 面接触型 雅安职业技术学院机电与信息工程系 二、二极管的特性和主要参数 (一)二极管的伏安特性 正向 反向U 0 正向 UP(V) 击穿区 正向 雅安职业技术学院机电与信息工程系 二)二极管参数 般的检波、整流二极管主要有以下四个参数 最大整流电流 最大反向电压 ■■ 最大反向电流 最高工作频率 雅安职业技术学院机电与信息工程系