半导体及二极管教学.pdf

第二章二极管及其基本电路

教学内容

器2.1半导体的基本知识

等2.2PN结的形成及特性

2.3二极管

2.4二极管的基本电路及其分析方法

2.5特殊二极管

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教学要求

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；了解二极管

(包括稳压管)的V-I特性及主要性能指标；

掌握二极管电路的分析方法。

教学重点

本征半导体、空穴、P型杂质半导体、N型

杂质半导体的概念；PN结的单向导电工作原

理、击穿特性；半导体二极管的结构、V-I特

性；二极管电路的分析方法。

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教学难点

PN结的单向导电工作原理、击穿特性；二

极管电路的分析方法。

教学学时

理论课7学时。

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2.1半导体的基本知识

一、半导体材料

根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、

绝缘体和半导体。

半导体的电阻率为10-3～10°2·cm。

典型的半导体有硅Si和锗Ge以及化合物半导体，如

砷化镓GaAs等。

半导体具有某些特殊性质：如光敏性、热敏性及掺

杂特性，导电能力改变。

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二、半导体的共价键结构

现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它

们的最外层电子(价电子)都是四个。

Si

硅与锗的原子结构简化模型

通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体

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硅和锗是四价元素，它们分别与周围的四个原子的

价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所

共有并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。

共价键共用电子对

+4表+4+4

示除

去价

电子

后的+4+4

原子

(a)硅晶体的空间排列(b)共价键结构平面示意图

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形成共价键后，每个原子

的最外层电子是八个，构成

稳定结构。

共价键有很强的结合力，

使原子规则排列，形成晶体。

共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称

为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为

自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所

以本征半导体的导电能力很弱。

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三、