自由电子和空穴称为载流子.doc

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1、自由电子和空穴称为载流子，在电场力作用下的运动称为漂移运动，载流子定向的漂移运动形成了电流。要靠电子导电的半导体被称为N型半导体。N型半导体中电子是多数载流子（简称多子），空穴是少数载流子（简称少子）。主要靠空穴导电的半导体被称为P型半导体。P型半导体中空穴是多数载流子（简称多子）、自由电子是少数载流子（简称少子）。将P型半导体与N型半导体通过物理、化学方法有机地结合为一体后，在交界处就形成了PN结，PN结具有非线性电阻的特性，可以制成二极管作整流器件，PN结是构成多种半导体器件的基础。随着电子、空穴的扩散，形成一个空间电荷区。空

2、间电荷区产生后在半导体内部出现内电场，内电场的方向是从N区指向P区，内电场使载流子（带正电的空穴和带负电的自由电子）在内电场力作用下产生漂移运动，这与电子、空穴因浓度差异的扩散运动方向正好相反。当空间电荷区域比较薄时内电场较弱，载流子的漂移运动还弱于扩散运动，随着扩散的进行，空间电荷区厚度增加、内电场加强，漂移运动增强，扩散运动的阻力变大，最终PN结两侧载流子的漂移运动与扩散运动达到动态平衡，从N区扩散到P区的电子数目与在内电场作用下从P区漂移到N区的电子数相等。这时空间电荷区的宽度不再增加，电荷量不再增多，这个空间电荷区就叫PN

3、结。P端引线称为阳极A（Anode），N端引线称为阴级K(Cathode)。当二极管（即PN结）接上正向电压（简称正偏）时，二极管导电其PN结等效正向电阻很小，管子两端正向电压降仅约1V左右（大电流硅半导体电力二极管超过1V，小电流硅二极管仅0.7V，锗二极管约0.3V）。这时的二极管在电路中相当于一个处于导通状态（通态）的开关。二极管正向导电时必须外加电压超过一定的门坎电压（又称死区电压），当外加电压小于死区电压时，外电场还不足以削弱PN结内电场，因此正向电流几乎为零。硅二极管的门坎电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V，当外加

4、电压大于后内电场被大大削弱，电流才会迅速上升。当二极管即PN结接上反向电压（简称反偏）时，二极管不导电（简称截止或阻断）。外电场使原内电场更增强。多数载流子（P区的空穴和N区的电子）的扩散运动更难于进行。只有受光、热激发而产生的少数载流子在电场力的作用下产生漂移运动。这个极小电流称为二极管的反向电流。这些少数载流子的数目有限，并随环境温度的升高而增大。当环温一定时，少数载流子的数目也维持一定。因此在一定的温度下，二极管反向电流在一定的反向电压范围内不随反向电压的升高而增大，故称二极管的反向电流为反向饱和电流。二极管外加反向电压时仅

5、在当外加反向电压不超过某一临界击穿电压值时才会使反向电流保持为反向饱和电流。但是当外加反向电压超过后二极管被电击穿，反向电流迅速增加。工作时若无特殊的限流保护措施，二极管被电击穿后将造成PN结的永久损坏。为防止二极管出现电击穿，使用中通常只允许施加于二极管的最高反向工作电压为其击穿电压的二分之一。PN结中的电荷量与外加电压有关。PN结的等效电容称为结电容，。当PN结处于正偏时R为正向电阻，其值很小，结电容C很大。当PN结处于反偏时，R为反向电阻，其值很大，但这时结电容很小。二极管从导通状态（C很大存储电荷多）转到截止阻断状态时，需

6、要一定的时间消失存储电荷以后，二极管才能恢复反向阻断电压的能力而处于截止状态，然后在反向电压作用下，仅流过很小的反向饱和电流（5～10µA）。