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常用半導體器件第一節PN結及其單向導電性半導體基本知識PN結一、半導體的導電特點1.半導體材料物質分為導體、半導體、絕緣體，半導體是4價元素。半導體材料的特點：半導體的導電能力受光和熱影響T°↑導電能力↑光照↑導電能力↑純淨的半導體摻入雜質導電性會大大增強。+4純淨的、具有晶體結構的半導體稱為本征半導體。本征半導體中的載流子自由電子(－)空穴（+）2.本征半導體空穴與電子成對出現並可以複合。3.雜質半導體N型半導體摻五價元素，如磷，自由電子數多於空穴數，自由電子數是多子。P型半導體摻三價元素，如硼，空穴數多於自由電子數，空穴是多子。4．擴散電流與漂移電流載流子由於濃度差異而形成運動所產生的電流叫擴散電流。在電場作用下，載流子定向運動而形成的電流叫漂移電流。1.PN結的形成二、?PN結擴散運動空間電荷區削弱內電場漂移運動內電場動態平衡－－－－－－－－－－－－－－－－P內電場電荷區空間擴散運動漂移運動N外電場方向與內電場方向相反空間電荷區(耗盡層)變薄擴散＞漂移導通電流很大,呈低阻態2.PN結的單向導電性－－－－－－－－PN內電場外電場加正向電壓（正偏）P（+）N（－）－－－－－－－－外電場與內電場相同耗盡層加厚漂移＞擴散形成反向電流IR，很小。呈高阻態N－－－－－－－－－－－－－－－－P內電場外電場加反向電壓（反偏）P（－）N（+）PN結正偏，導通；PN結反偏，截止第二節半導體二極體半導體二極體的伏安特性半導體二極體的主要參數一、半導體二極體的伏安特性+P區－－陽極N區－－陰極陽極陰極1.正向特性死區電壓矽管0.5V鍺管0.1V正嚮導通電壓矽管0.7V鍺管0.3Vi(mA)u(V)反向擊穿電壓死區GeSi2.?反向特性反向飽和電流很小，可視為開路，反向電壓過高，電流急增，二極體發生擊穿。導通電壓VD二、半導體二極體的主要參數1.最大整流電流IF二極體允許通過的最大正向平均電流。2.最高反向工作電壓URM保證二極體不被擊穿允許加的最大反向電壓。3.最大反向飽和電流IR室溫下，二極體加最高反向電壓時的反向電流，與溫度有關。例：如圖，E＝5V，二極體正向壓降忽略不計，畫出uo波形。EVDuiuO10ui(V)ωtuiEVD截止uo=EuiEVD導通uo=ui5uOωt5利用二極體的單向導電性可對輸出信號起限幅作用。例：二極體組成電路如圖，設二極體導通電壓為0.3V，試求輸出電壓UF。+3VUF－12VR0VVD1VD230－12VVD1率先導通，UF＝3－0.3＝2.7VVD2截止解：第三節特殊二極體穩壓管穩壓管是一種特殊的二極體，具有穩定電壓的作用。穩壓管工作於反向擊穿區。特點：電流變化大，電壓變化小。一、穩壓原理穩壓管：１）加正向電壓時同二極體２）加反向電壓時使其擊穿後穩壓i(mA)u(V)反向擊穿電壓VS１．穩定電壓UZ 正常工作下，穩壓管兩端電壓。同一型號的穩壓管分散性較大。２．穩定電流IZ正常工作下的參考電流。大小由限流電阻決定。３．動態電阻rZrZ=△U/△IrZ越小，穩壓效果越好。二、穩壓管參數例：如圖，已知UZ=10V，負載電壓UL（）（Ａ）5Ｖ