《极管和极管》PPT课件.ppt

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1、第14章半导体二极管和三极管14.2PN结14.3半导体二极管14.4稳压管14.5半导体三极管14.1半导体的导电特性14.1半导体的导电特性自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。比如：热敏性、光敏性、掺杂性。当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能

2、力明显改变。14.1.1本征半导体在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子与其相邻的原子之间形成共价键，共用一对价电子。完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。本征半导体的共价键结构硅原子价电子+4+4+4+4空穴自由电子价电子挣脱原子核的束缚形成电子空穴对的过程叫激发。

3、空穴的移动半导体中的电流:自由电子电流和空穴电流。+4+4+414.1.2P半导体和N型半导体1.N型半导体在硅或锗的晶体中掺入少量的五价元素,如磷。磷原子+4正离子自由电子靠自由电子导电的半导体称N型半导体。自由电子的总数大于空穴，自由电子为多数载流子，简称多子，空穴为少数载流子，称为少子。+5N型半导体结构示意图少数载流子多数载流子正离子在N型半导中,电子是多数载流子,空穴是少数载流子。+4+4+42.P型半导体在硅或锗的晶体中掺入少量的三价元素,如硼。硼原子+4负离子空穴靠空穴导电的半导体称P型半导体。空穴的总数大于自由电

4、子，空穴为多数载流子，自由电子为少子。+3P型半导体结构示意图电子是少数载流子负离子空穴是多数载流子杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体P型N型14.2PN结PN结内电场方向1.PN结的形成多数载流子少数载流子内电场阻碍多数载流子的扩散运动，加强少数载流子的漂移运动。在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。多子扩散少子漂移内电场方向空间电荷区P区N区在一定的条件下，

5、多子扩散与少子漂移达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本上稳定下来。PN结的形成内电场方向外电场方向RI14.2.2PN结的单向导电性1.外加正向电压P型N型PN结PN结变薄，扩散运动增强，形成较大的正向电流I。PN结所处的状态称为正向导通，其特点：PN结正向电流大，PN结电阻小。E内电场方向外电场方向RI02.外加反向电压P型N型PN结PN结变厚，漂移运动增强，扩散运动难以进行，反向电流很小I。PN结所处的状态称为反向截止，其特点：PN结反向电流小，PN结电阻大。E14.2.3PN结电容PN结电容势垒电容扩散电容1.势垒电容PN

6、结中空间电荷的数量随外加电压变化所形成的电容称为势垒电容，用Cb来表示。势垒电容不是常数，与PN结的面积、空间电荷区的宽度和外加电压的大小有关。载流子在扩散过程中积累的电荷量随外加电压变化所形成的电容称为扩散电容，用Cd与来示。PN正偏时，扩散电容较大，反偏时，扩散电容可以忽略不计。2.扩散电容1.点接触型二极管14.3.1基本结构PN结面积、结电容小，可通过小电流。用于高频电路及小电流整流电路。14.3半导体二极管半导体二极管是在一个PN结两侧加上电极引线而做成的+++PN阳极阴极二极管的符号2.面接触型二极管PN结面积

7、、结电容大，可通过大电流。用于低频电路及大电流整流电路。正极引线触丝N型锗支架外壳负极引线点接触型二极管二极管的符号正极负极正极引线二氧化硅保护层P型区负极引线面接触型二极管N型硅PN结PN结半导体二极管图片600400200-0.1-0.200.40.8-50-100I/mAU/V正向特性反向击穿特性硅管的伏安特性14.3.2二极管的伏安特性I/mAU/V0.40.8-40-802460.10.2锗管的伏安特性正向特性反向特性反向特性死区电压死区电压硅管锗管0.50.1正向电压0.6--0.70.2--0.3反向电流小几微安大

8、几百微安受温度影响小大600400200-0.1-0.200.40.8-50-100I/mAU/V反向击穿特性二极管的伏安特性正向电压二极管的近似和理想伏安特性I/mAU/V014.3.3二极管的主要参数1.最大整流电流IOM2.反向工作峰值电压URM3.反向峰