art 1 半导体二极管

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1、成绩评定方法考试70％平时30％平时成绩＝到课＋课堂表现＋作业到课：点名缺课（事前请假）假条迟到课堂表现：回答问题＋纪律作业：按时效果半导体的导电特性杂质半导体PN结及其单向导电性半导体二极管半导体二极管半导体概念依照导电性能，可以把媒质分为导体、绝缘体和半导体。导体有良好的导电能力，铜、铝等金属材料；绝缘体基本上不能导电，玻璃、陶瓷等材料；半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，硅(SiSilicon)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等材料。半导体的导电能力会随温度、光照的变化或因掺入某些杂质而发生显著变化。铜导线(左上)、玻璃绝缘体(左下)和硅晶体(上)半导体器件具有体

2、积小、重量轻、使用寿命长、耗电少等特点，是组成各种电子电路的核心器件，在当今的电子技术中占有主导地位。GaAs-AlGaAs谐振腔发光二极管Ge二极管Si二极管光敏电阻是一种特殊的电阻，它的电阻和光线的强弱有直接关系光强度增加，则电阻减小；光强度减小，则电阻增大。通常应用于光控电路，如路灯照明、警报器、楼梯灯本征半导体(intrinsicsemiconductor)一、本征半导体指纯单晶，理想化的。现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。结构：GeSi硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子共价键中的

3、两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，导电能力很弱。共价键：共价键就是相邻两个原子中的价电子为共用电子对而形成的相互作用力。对大多数原子来说，外层电子数为8时它们达到饱和。这时它们的外层电子数与同周期的惰性气体元素的外层电子数相同。辐射方法加热本征半导体导电性能比金属导体差很多。但它具有热敏、光敏的特性。如何导电？强能量的量子撞击共价键?光照是一般采用的方法。分子振动破坏结构电子掉下来，引起自由电子——空穴几个概念本征激发：当本征半导体的温度升高或受到光照时，某些共价键中的价电子从外界获得能量

4、而挣脱共价键的束缚，离开原子而成为自由电子的同时，在共价键中会留下数量相同的空位子→→→空穴。这种现象称为本征激发。本征激发形成:电子(负电荷)-空穴（带正电）（1）漂移电流：自由电子在电场作用下定向运动形成的电流称为漂移电流。（2）空穴电流：空穴在电场作用下定向运动形成的电流称为空穴电流。电子电流与空穴电流的实际方向是相同的，总和即半导体中的电流。（3）复合：自由电子在热运动过程中和空穴相遇，造成电子-空穴对消失，这一过程称为复合。杂质半导体：掺杂后的半导体，包括N型半导体和P型半导体。N型半导体：在本征半导体中掺入五价元素(磷、砷、锑)等，每个杂质原子提供一个自由电子

5、，从而大量增加自由电子数量。N型半导体中自由电子浓度远大于空穴浓度，为多数载流子(多子)，空穴为少数载流子(少子)。+4+4+4+4+5+4+4+4+4自由电子杂质半导体杂质半导体：掺杂后的半导体，包括N型半导体和P型半导体。P型半导体：在本征半导体中掺入三价元素(硼、铝、铟)等，每个杂质原子(受主原子)提供一个空穴，从而大量增加空穴数量。P型半导体中空穴浓度远大于自由电子浓度，为多数载流子(多子)，自由电子为少数载流子(少子)。+4+4+4+4+3+4+4+4+4空穴杂质半导体杂质半导体的记忆及示意表示法：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体+++

6、+++++++++++++++++++++N型半导体杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。结论不论P型或N型半导体，掺杂越多，掺杂浓度越大，多子数目就越多，多子浓度就越大，少子浓度也小。掺杂后，多子浓度都将远大于少子浓度，且即使是少量掺杂，载流子都会有几个数量级的增加，表明其导电能力显著增大。几十万到几百万倍在杂质半导体中，多子浓度近似等于掺杂浓度，其值与温度几乎无关，而少子浓度也将随温度升高而显著增大。小结1、半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。2、在一定温度下，本征半导体因本征激发而产生自由电

7、子和空穴对，故其有一定的导电能力。3、本征半导体的导电能力主要由温度决定；杂质半导体的导电能力主要由所掺杂质的浓度决定。4、P型半导体中空穴是多子，自由电子是少子。N型半导体中自由电子是多子，空穴是少子。将一块半导体的一侧参杂成P型半导体，另一侧参杂成N型半导体，那么在中间交界处形成一个PN结。1948年，威廉·萧克利的论文“半导体中的P-N结和P-N结型晶体管的理论”发表于贝尔实验室内部刊物。根据PN结的材料、掺杂分布、几何结构和偏置条件的不同，可以制造多种功能的晶体二极管。整流二极管、检波二极管和开关二极管；稳压二极管和雪