二极管三极管.pptx

第1章 半导体二极管和三极管基本要求：1.理解PN结的单向导电性。2.了解半导体二极管的基本类型、伏安特性和主要参数，了解二极管的整流作用、钳位作用和限幅作用。3.了解稳压二极管的主要特性及其稳压作用。4.了解晶体管的基本类型、特性曲线和主要参数，理解晶体管的三种工作状态。5.了解晶体管电路的三种组态。半导体三极管半导体的导电特性半导体二极管稳压二极管4132第1章 半导体二极管和三极管1.半导体的导电特性1.物质的导电性自然界中的物质按照导电能力可分为导体、绝缘体与半导体。导体：导电能力良好的物体，如银、铜、铁等。 绝缘体：不能导电或导电能力很差的物体，如橡胶、陶瓷、玻璃、塑料等。 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物体。 内层电子和原子核合在一起称为惯性核。硅原子锗原子1.半导体的导电特性 典型的元素半导体有硅Si和锗Ge，此外，还有化合物半导体砷化镓GaAs等。硅和锗最外层轨道上的四个电子称为价电子。1.半导体的导电特性半导体的导电特性热敏性：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)。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，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(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）。 Si Si Si Si1.半导体的导电特性2.本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式共价键中的两个电子，称为价电子。硅单晶中的共价健结构 Si Si Si Si1.半导体的导电特性本征半导体的导电机理自由电子 价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，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）。本征激发：温度愈高，晶体中产生的自由电子、空穴愈多。空穴价电子1.半导体的导电特性结论：(1) 半导体有两种载流子:（负）电子、（正）空穴。(2) 自由电子和空穴成对地产生，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。(3) 载流子的数量少，故导电性能很差。(4) 载流子的数量受温度影响较大，温度高数量就多。所以，温度对半导体器件性能影响很大。(5) 当半导体两端加上外电压时，载流子定向运动 （漂移运动），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p+ Si Si Si Si1.半导体的导电特性3.杂质半导体在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。在常温下即可变为自由电子掺入五价元素掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。多余电子在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。失去一个电子变为正离子磷原子B– Si Si Si Si1.半导体的导电特性掺入三价元素空穴 因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。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，称为空穴半导体或P型半导体。硼原子接受一个电子变为负离子无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。1.半导体的导电特性(1) N 型半导体（电子型半导体）形成：向本征半导体中掺入少量的 5 价元素特点：（a）含有大量的电子——多数载流子 （b）含有少量的空穴——少数载流子(2) P 型半导体（空穴型半导体）形成：向本征半导体中掺入少量的 3 价元素特点：（a）含有大量的空穴——多数载流子 （b）含有少量的电子——少数载流子1.半导体的导电特性思考题：a 1. 在杂质半导体中多子的数量与 （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。b 2. 在杂质半导体中少子的数量与 （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。c 3. 当温度升高时，少子的数量 （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。 4. 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－－+－－－++－－+－－++++－+++－++－+++－－－－－++－内电场++－－++－－++－－1.半导体的导电特性 内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。4 PN结空间电荷区也称PN结 少子的漂移运动P型半导体N型半导体扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。多子的扩散运动形成空间电荷区浓度差扩散的结果使空间电荷区变宽。扩散 漂移外部电源不断提供电荷外电场与内电场方向相反PN 结正向导通产生较大的扩散电流 I正利于扩散PN 结变窄1.半导体的导电特性PN结的单向