新电工电子技术 教学课件 明立军 刘雅琴 第七章.ppt

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第7章半导体二极管
【学习目标】
1)掌握PN结的单向导电性。
2)熟悉晶体二极管的基本结构、工作原理、特性曲线及主要参数。
【能力目标】
1)具有利用万用表对晶体二极管的质量及极性进行简单判断的能力。
2)对于包含晶体二极管的电路具有独立分析和计算的能力。
半导体的基本知识

热敏特性
热敏特性是指半导体的电阻率随温度升高而显著减小的特性。
光敏特性
有的半导体材料在无光照时电阻率很高,而一旦受到光线照射后电阻率显著下降。这种特性称光敏特性。
掺杂特性
在纯净的半导体材料中掺入某种微量的元素(如硼和磷等)后,其导电能力将猛增几万倍甚至百万倍。这是半导体最显著、最突出的特性。
2. 本征半导体
本征半导体,就是纯净的、
不含“杂质”的、而且具有完整
晶体结构的半导体。
1)本征半导体的结构模型
硅单晶体的共价键结构
2) 本征激发
由于半导体材料中的价电子受共价键的束缚力较小,在一定的温度下或在一定强度光的照射下,少数价电子可以获得足够的能量而挣脱共价键的束缚,成为自由电子,这种物理现象称为本征激发,如图所示。
本征激发

在本征半导体中有控制有选择地掺入微量的有用杂质,就能制成具有特定导电性能的杂质半导体。
半导体以自由电子导电为主,称为电子型半导体,简称 N 型半导体。在 N 型半导体中,自由电子为多数载流子,空穴为少数载流子。
1)N 型半导体
N型半导体
2)P型半导体
半导体以空穴导电为主,称为空穴型半导体,简称 P 型半导体。在 P 型半导体中,空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。
P型半导体

1)PN结的形成
在一块完整的本征硅(或锗)片上,两边分别形成P型和N型半导体。P区空穴多、电子少,N区电子多、空穴少,于是在交界面处发生多数载流子的扩散运动使交界面附近的 P区出现一层不能移动的带负电荷的离子区,N区出现一层不能移动的带正电荷的离子区。于是,在交界面附近形成一个空间电荷区,这个空间电荷区就是PN结。如图所示。
PN结的形成示意图: