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半導體元件及其特性;1-1半導體二極體;當P型半導體和N型半導體接觸以後，由於交界兩側半導體類型不同，存在電子和空穴的濃度差。這樣，P區的空穴向N區擴散，N區的電子向P區擴散,如圖1.1.1(a)所示。由於擴散運動，在P區和N區的接觸面就產生正負離子層。N區失掉電子產生正離子，P區得到電子產生負離子。通常稱這個正負離子層為PN結。
在ＰＮ結的Ｐ區一側帶負電，Ｎ區一側帶正電。ＰＮ結便產生了內電場，內電場的方向從Ｎ區指向Ｐ區。內電場對擴散運動起到阻礙作用，電子和空穴的擴散運動隨著內電場的加強而逐步減弱，直至停止。在介面處形成穩定的空間電荷區。;2.PN結的特性
1）正嚮導通
給PN結加正向電壓，即P區接正電源，N區接負電源，此時稱PN結為正向偏置。
這時PN結外加電場與內電場方向相反，當外電場大於內電場時，外加電場抵消內電場，使空間電荷區變窄，有利於多數載流子運動，形成正向電流。外加電場越強，正向電流越大，這意味著PN結的正向電阻變小。;正嚮導通;2）反向截止
給PN結加反向電壓，稱PN結反向偏置，如圖所示。這時外加電場與內電場方向相同，使內電場的作用增強,PN結變厚，多數載流子運動難於進行，有助於少數載流子運動，形成電流IR，少數載流子很少，所以電流很小，接近於零，即PN結反向電阻很大。
;綜上所述，PN結具有單向導電性，加正向電壓時，PN結電阻很小，電流IR較大，是多數載流子的擴散運動形成的；加反向電壓時，PN結電阻很大，電流IR很小，是少數載流子運動形成的。;接在二極體P區的引出線稱二極體的陽極，接在N區的引出線稱二極體的陰極。
二極體有許多類型。從工藝上分，有點接觸型和麵接觸型；按用途分，有整流管、檢波二極體、穩壓二極體、光電二極體和開關二極體等。;1．二極體伏安特性
理論分析指出，半導體二極體電流I與端電壓U之間的關係可表示為
I=IS(-1)
此式稱為理想二極體電流方程。式中，IS稱為反向飽和電流，UT稱為溫度??電壓當量，常溫下UT≈26mV。實際的二極體伏安特性曲線如圖所示。圖中，實線對應矽材料二極體，虛線對應鍺材料二極體。;1）正向特性
當二極體承受正向電壓小於某一數值時，還不足以克服PN結內電場對多數載流子運動的阻擋作用，這一區段二極體正向電流IF很小，稱為死區。死區電壓的大小與二極體的材料有關，並受環境溫度影響。通常，矽材料二極體的死區電壓約為0.5V，鍺材料二極體的死區電壓約為0.2V。
當正向電壓超過死區電壓值時，外電場抵消了內電場，正向電流隨外加電壓的增加而明顯增大，二極體正向電阻變得很小。當二極體完全導通後，正向壓降基本維持不變，稱為二極體正嚮導通壓降UF。一般矽管的UF為0.7V，鍺管的UF為0.3V。;2）反向特性
當二極體承受反向電壓時，外電場與內電場方向一致，只有少數載流子的漂移運動，形成的漏電流IR極小，一般矽管的IR為幾微安以下，鍺管IR較大，為幾十到幾百微安。這時二極體反向截止。
當反向電壓增大到某一數值時，反向電流將隨反向電壓的增加而急劇增大，這種現象稱二極體反向擊穿。擊穿時對應的電壓稱為反向擊穿電壓。普通二極體發生反向擊穿後，造成二極體的永久性損壞，失去單向導電性。;2．二極體的主要參數
二極體參數是反映二極體性能品質的指標。必須根據二極體的參數來合理選用二極體。二極體的主要參數有4項。
1）最大整流電流IFM
IFM是指二極體長期工作時允許通過的最大正向平均電流值。工作時，管子通過的電流不應超過這個數值，否則將導致管子過熱而損壞。;2）最高反向工作電壓URM
URM是指二極體不擊穿所允許加的最高反向電壓。超过此值二极管就有被反向击穿的危险。URM通常為反向擊穿電壓的1/2~2/3，以確保二極體安全工作。
3）最大反向電流IRM
IRM是指二極體在常溫下承受最高反向工作電壓URM時的反向漏電流，一般很小，但其受溫度影響較大。當溫度升高時，IRM顯著增大。;4）最高工作頻率fM
fM是指保持二極體單向導通性能時，外加
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