半导体二极管(1)

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1、5.1.1PN结导入：提问：物体按导电性能可分为哪几类？导体、绝缘体和半导体。导电性能良好的物体叫导体，导电性性能很差的物体叫绝缘体。导电性能处于导体和绝缘体之间的物体叫半导体。新课：一、半导体基本特性及常用半导体半导体导电性能处天导体和绝缘体之间。除此之外，半导体还有很多重要特性，热敏、光敏和掺杂特性。热敏讲解：光敏讲解：掺杂讲解：掺杂后导电能力大大增强。纯净的半导体称为本征半导体。常用半导体有硅、锗。硅介绍：石头的主要成份，原来叫矽，1952年后因与硒同音，改称硅。台湾仍称矽，香港可称矽，也可称硅。在地球上含量非常多。锗含量较少，在半导体中用得也较少。二、Ｐ

2、型半导体和Ｎ型半导体纯净半导体经过掺后，有电子导电和空穴导电两种方式。空穴导电讲解：以空穴导电为主的叫Ｐ型半导体。电子导电讲解：以电子导电为主的叫Ｎ型半导体。三、ＰＮ结的概念及单向导电性１、ＰＮ结概念将Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一结，在结合处形成ＰＮ结。ＰＮ结是构成各种半导体器件的基础。Ｐ是英语单词正极（Positive）的第一个字母，Ｎ是英语单词负极（Negative）的第一个字母。ＰＮ结如果用中文来解释就是正负结。２、ＰＮ结单向导电性演示实验（请同学们上台一起做）：2.1接通电源，小灯泡点亮。提问：交换电源正负极，小灯泡是否还亮？2.2交换电源正负极，小灯

3、泡还亮。结论：小灯泡双向导通，不分正负极。2.1在电路中间插入二极管（二极管内部结构主要是ＰＮ结）。做同样实验，发现有一种情况下灯亮，还有一种情况下灯泡不亮了。2.2简化实验，保持电源正负极不变，只改变二极管的方向，发现一个方向小灯泡亮，一个方向小灯泡不亮了。Ｐ　　　Ｎ2.3结论：ＰＮ结具有单向导电性，即只有一个方向导通，另一个方向不导通（专有名称：截止）。2.4以自行车气嘴为例说明ＰＮ结单向导电的工作原理：气流气流2.5正向偏置：Ｐ接+，Ｎ接-；反向偏置：Ｐ接－，Ｎ接+。简化理解：正接+，负接-，正向偏置；正按-，负椄+，反向偏置。5.1.2二极管一、二极管的

4、结构、类型、电路符号1.结构半导体二极管是由一个PN结加上电极引线和外壳封装而成。P区引出的电极称为阳极，或叫正极，用A表示；N区引出的电极称为阴极,或叫负极,用K表示。图1-2-1半导体二极管的外形与符号半导体二极管按其结构的不同可分为点接触型，面接触型和平面型等几类。点接触型二极管是由一根很细的金属触丝（如三价元素铝、镓等）和一块N型半导体（如锗）的表面接触，然后在正方向通过很大的瞬时电流，使触丝和半导体牢固地熔接在一起，三价金属与N型锗片结合构成PN结，然后引出相应的电极引线，外加管壳密封而成。由于点接触型二极管的金属丝很细，形成的PN结面积很小，所以极间

5、电容很小，工作频率较高，但不能承受较高的反向电压和通过较大的电流，这种类型的二极管适于做高频检波和脉冲数字电路中的开关元件，也可用来作小电流整流。例如2AP1为点接触型锗二极管，最大整流电流为16mA，最高工作频率为150MHz。面接触型二极管是将三价元素铝球置于N型硅片上，加热使铝球与硅片互相熔合和渗透，形式合金，从而使接触的那部分硅片转变成P型，形成PN结。面接触型二极管的PN结面积大，允许通过较大的电流，但结电容也大，因此这类管子适用于整流等低频电路中。例如硅面接触型二极管2CP1，最大整流电流为400mA，而最高工作频率只有3KHz。平面型二极管是用制造

6、集成电路的工艺制成的，结面积较大的平面型二极管可用于整流等低频电路；结面积小的平面型二极管，由于极间电容小，适用于高频电路和脉冲数字电路，常用的有2CK9～19等。2.符号半导体二极管在电路中的符号如图1-2-1（b）所示，箭头指向表示二极管正向导通时电流的方向。3.分类按结构的不同来分，可分为点接触型和面接触型；若按应用场合的不同来分，可分为整流二极管、稳压二极管、检波二极管、限幅二极管、开关二极管、发光二极管等；若按功率的不同可分为小功率、中功率和大功率；若按制作材料的不同，可分为锗二极管和硅二极管等。二、二极管的伏安特性二极管的伏安特性就是二极管两端的电压

7、U与流过二极管的电流I的关系。实验电路如图1-2-2，由于半导体二极管的内部是PN结，因此它具有单向导电性。可用平面直角坐标系中的一条曲线来表示，这条曲线叫二极管的伏安特性曲线，如图1-2-3所示。图1-2-2伏安特性实验电路图1-2-3半导体二极管伏安特性（一）正向特性1.死区当二极管所加的正向电压（又称正向偏置）较小时，正向电流IF很小，二极管呈现较大的电阻，称这个区域为死区。通常硅二极管的死区电压UT（又叫门限电压）约为0.5V，锗二极管的死区电压约为0.2V。2.正向导通区当正向电压超过死区电压后，正向电流显著增加，并且随着正向电压加大，电流迅速增长，二

8、极管的正向电阻变得很小，