光二极管工作原理.ppt

*“十一五”十大重点节能工程十大重点节能工程包括：节约和替代石油、燃煤工业锅炉（窑炉）改造、区域热电联产、余热余压利用、电机系统节能、能量系统优化、建筑节能、绿色照明、政府机构节能以及节能监测和技术服务体系建设工程等。发光二极管二极管01二极管02单向导电why?半导体P型半导体N型半导体PN结需要简单了解的东西半导体——导电能力介于导体和绝缘体之间物质根据其导电能力（电阻率）分半导体绝缘体导体1.半导体最常用的半导体材料logo锗硅+14284Si硅原子结构示意图+322818Ge锗原子结构示意图4原子结构示意图+4硅、锗原子的简化模型2.本征半导体平面结构立体结构+4+4+4+4+4+4+4+4+4本征半导体就是完全纯净的半导体(提纯的晶体)自由电子空穴+4+4+4+4+4+4载流子STEP1STEP2STEP3STEP4本征激发产生电子和空穴+4+4+4+4+4+4U+4+4+4+4在外电场作用下+4+4+4+4+4U+4+4+4+4在外电场作用下+4+4+4+4+4U+4+4+4+4在外电场作用下+4+4+4+4+4U+4+4+4+4在外电场作用下+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4U价电子填补空穴而使空穴移动，形成空穴电流在外电场作用下但是本征半导体中的自由电子和空穴的数量极少，所以可以在里面掺入微量杂质（元素），使其导电性能增强。01所以就有了P型半导体和N型半导体02P型半导体

（掺入3个价电子元素）元素周期表P型半导体简化模型多数载流子少数载流子N型半导体

（5价）元素周期表多数载流子电子少数载流子空穴N型半导体简化模型PN结P型半导体和N型半导体结合面的特殊薄层平衡情况下的PN结*P型区N型区内建电场PN结(2)随着内电场由弱到强的建立,少子漂移从无到有,逐渐加强,而扩散运动逐渐减弱,形成平衡的PN结。(1)多子的扩散运动产生空间电荷区建立内电场1、PN结(PNJunction)的形成多子的扩散多子的扩散动画演示平衡情况下的PN结*2、内建电位差或内建电压：热平衡情况下，PN结的宽度一定，在PN结两端存在的电压。P型区内建电场PN结1、PN结的正向特性（外加正向电压）*PN内电场外电场正向电流IFA、正向偏压的接法：P区接高电位，N区接低电位B、正向偏压削弱内电场，有利多子的扩散运动，使PN结空间电荷区变窄；C、正向偏压时，PN结为导通状态，外电路电流IF很大，PN结呈现的正向电阻很小限流电阻RUPN结为导通状态动画演示2、PN结的反向特性（外加反向电压）*D、反向偏压PN结为截止状态，外电路电流接近为O，PN结呈现的反向电阻很大PN内电场反向电流IRA、反向偏压的接法：P区接低电位，N区接高电位B、反向偏压内电场增强，不利多子扩散运动，有利于少子的漂移运动，形成反向电流IR，IR很小，硅管为纳安数量级，锗管为微安数量级。限流电阻R外电场UI少子PN结为截止状态C、反向偏压，使PN结空间电荷区变宽。D、反向偏压PN结为截止状态，外电路电流接近为O，PN结呈现的反向电阻很大二极管将PN结加上相应的电极引线和管壳，就成为二极管二极管的伏安特性*IF/mA正向电流104030200.20.60.41.00.8UF/VUR/VIR/?A反向电流反向电压正向电压IS击穿电压UBR外加正向电压很小时，正向电流很小几乎为0，正向电压超过一定数值时，二极管导通，电流增大很快。导通时，二极管两端会产生正向压降，硅管一般是0.6~0.7V，锗管约0.2~0.3V*“十一五”十大重点节能工程十大重点节能工程包括：节约和替代石油、燃煤工业锅炉（窑炉）改造、区域热电联产、余热余压利用、电机系统节能、能量系统优化、建筑节能、绿色照明、政府机构节能以及节能监测和技术服务体系建设工程等。