半导体二极管及其应用电路ppt课件.ppt

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1、电子技术1电子技术包含:1.模拟电子;2.数字电子.电路组成—主要是半导体器件—通常是晶体管晶体管—有二极管和三极管晶体管的特性—决定于半导体材料了解半导体材料—理解晶体管和分析电路功能对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。2学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用比较简便的分析方法获得满足工程要求并具有实际意义的结果。对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。器件是非线性的、特性有分散性、数值有误差、工程上允许一定的误差，可以采用合理估算的方

2、法。3第7章半导体二极管及其应用4本章基本要求：1.了解半导体的结构，掌握杂质半导体的基本特性，理解PN结的单向导电性；2.掌握半导体二极管的导通、截止条件，伏安特性和主要参数；3.熟悉稳压管的稳压原理和应用电路；4.了解特殊二极管的基本性能特点，熟悉二极管的应用电路。第7章半导体二极管及其应用57.1半导体的基本特性7.2半导体二极管7.3二极管应用电路本章教学内容第7章半导体二极管及其应用6本章重点：本章难点：1.半导体及参杂半导体的特性；PN结及二极管的单向导电性；3.二极管的特性曲线；4.稳压二极管应用。1.二极管的单向导电性和钳位作用；2.稳压二极管电路分析。第7章半导体二极

3、管及其应用7有关概念：导体：导电能力很强的物质(电阻率低小于10-4Ω/cm)绝缘体：无导电能力的物质(电阻率高大于109Ω/cm)半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的物体半导体的性能：导电性、热敏性、光敏性、掺杂性；其性能取决于物质物理特性及结构7.1半导体的基本特性8晶体：半导体的原子排列具有整齐的点阵晶格结构,又称为晶体。本征半导体：纯净的、具有完整晶体结构的、由本征激发而形成电子和空穴对的半导体，称为本征半导体。7.1.1本征半导体Ge锗原子平面图Si硅原子平面图晶体结构7.1半导体的基本特性9在半导体材料中,用得最多的是硅和锗,它们的最外层电子（价电子）都有四个电子,称为四价元

4、素。相邻原子之间的结合是共价键结构.1）半导体硅和锗的共价键结构共价键:在晶体材料中，如果每个原子与其相邻的原子之间共用一对(两个)价电子形成吸引力,称为共价键.+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子共价键共用电子对7.1半导体的基本特性10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）。2）本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。SiSiSiSi空穴温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相

5、当于正电荷的移动）。7.1半导体的基本特性价电子11半导体中的电流：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(2)价电子递补空穴空穴电流注意：(1)本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；(2)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。两种载流子的特点：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。7.1半导体的基本特性12经过实验证明在本征半导体中用扩散方法掺入某些微量的杂质，就会使半导

6、体的导电性能发生显著变化。这种半导体称为杂质半导体。导电性能变化的原因是掺杂半导体的导电的载流子浓度大大增加。（载流子：自由电子与空穴）N型半导体(电子为多数，又称电子半导体)P型半导体(空穴为多数，又称空穴半导体)7.1.2杂质半导体杂质半导体有两种类型:7.1半导体的基本特性131）N型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些硅原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的硅原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。硅或锗+少量磷N型半导体7.1半导体的基本特性1

7、4N型半导体结构多余电子磷原子硅原子+N型硅表示SiPSiSi7.1半导体的基本特性152）P型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些硅原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的硅原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。硅或锗+少量硼P型半导体7.1半导体的基本特性16P型半导体结构P型硅表示空穴硼原子SiSiSiB