半导体二极管及其基本电路课件.ppt

《半导体二极管及其基本电路课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、3二极管及其基本电路3.1半导体的基本知识3.3二极管3.4二极管的基本电路及其分析方法3.5特殊二极管3.2PN结的形成及特性13.1半导体的基本知识3.1.1半导体材料3.1.2半导体的共价键结构3.1.3本征半导体3.1.4杂质半导体23.1.1半导体材料根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。半导体材料多以晶体的形式存在。3半导体的导电特性（纯净半导体的导电能力很差）掺杂性:往纯净的半导体中掺入某些杂

2、质，导电能力明显增强。(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏性:当受到光照时，导电能力明显变化。(可做成各种光敏元件)热敏性:当环境温度升高时，导电能力显著增强。（可做成温度敏感元件，如热敏电阻)43.1.2半导体的共价键结构晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。SiSiSiSi价电子53.1.3本征半导体本征半导体——完全纯净的、具有晶体结构的半导体。共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为价电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，常温下本

3、征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。+4+4+4+4价电子6价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。价电子自由电子+4+4+4+4空穴这一现象称为本征激发。7+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。8本征半导体的导电机理当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流(1)自由电子作定向运动电子电流(

4、2)价电子递补空穴空穴电流注意：温度愈高，载流子的数目愈多，半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。93.1.4杂质半导体N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。在常温下，本征半导体的两种载流子数量还是极少的，其导电能力相当低。在本征半导体中掺入微量的杂质元素，形成杂质半导体。杂质半导体的导电能力

5、将大大提高。101.N型半导体（掺入五价元素）在N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子,由本征激发形成。SiSiSiSip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为N型半导体（电子半导体）。施主杂质112.P型半导体（掺入三价元素）在P型半导体中空穴是多数载流子，它主要由掺杂形成；自由电子是少数载流子，由本征激发形成。掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为P型半导体(空穴半导体)。SiSiSiSi

6、B–硼原子接受一个电子变为负离子空穴杂质半导体对外是否显电性？受主杂质12掺入杂质对本征半导体的导电性有很大的影响，一些典型的数据如下:T=300K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:n=p=1.45×1010/cm32本征硅的原子浓度:4.96×1022/cm31以上三个浓度基本上依次相差106/cm3。3掺杂后N型半导体中的自由电子浓度:n=5×1016/cm3杂质对半导体导电性的影响本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；掺入杂质后，导电能力大大增强。131.在杂质半导体中多子的数量主要与（a.掺杂浓度、b.温度）有

7、关。2.在杂质半导体中少子的数量主要与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。3.当温度升高时，少子的数量（a.减少、b.不变、c.增多）。abc4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是，N型半导体中的电流主要是。（a.电子电流、b.空穴电流）ba思考题：143.2PN结的形成及特性3.2.1PN结的形成3.2.2PN结的单向导电性3.2.3PN结的反向击穿3.2.4PN结的电容效应15不论是P型半导体还是N型半导体，都只能看做是一般的导电材料，不具有半导体器件的任何特点。半导体器件的核心是PN结，是采取一定的工艺措施在一

8、块半导体晶片的两侧分别制成P型半导体和N型半导体，在两种半导体的交界面上形成PN结。各种各样的半导体器件都是以PN结为核心而制成的，正确认识PN结是了解和运用各种半导体器件的关键所在。PN结16载流子的漂移与扩散漂移运动：在电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。扩散运动：由载流子浓度差引起的载流子的运