模拟电子技术半导体二极管及其基本电路
模拟电子技术第三章3.6 典型习题
第三章半导体二极管及其基本电路一、写出图T1所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。
图T1解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V，U O6≈－2V。
二、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Z m i n＝5mA。
求图T2所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
图T2解：U O1＝6V，U O2＝5V。
三、能否将1.5V的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？解：不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.5V 时，管子会因电流过大而烧坏。
四、电路如图T3所示，已知u i＝10sinωt(v)，试画出u i与u O的波形。
设二极管正向导通电压可忽略不计。
图T3 解图T3 解：u i 和u o 的波形如解图T3所示。
五、 电路如图T4所示，已知u i ＝5sin ωt (V)，二极管导通电压U D ＝0.7V 。
试画出u i 与u O 的波形，并标出幅值。
图T4 解图T4 解：波形如解图T4所示。
六、 电路如图T5（a ）所示，其输入电压u I 1和u I 2的波形如图（b ）所示，二极管导通电压U D ＝0.7V 。
试画出输出电压u O 的波形，并标出幅值。
图T5解：uO 的波形如解图T5所示。
解图T5七、 电路如图T6所示，二极管导通电压U D ＝0.7V ，常温下U T ≈26mV ，电容C 对交流信号可视为短路；u i 为正弦波，有效值为10mV 。
试问二极管中流过的交流电流有效值为多少？解：二极管的直流电流 I D ＝（V －U D ）/R ＝2.6mA 其动态电阻 r D ≈U T /I D ＝10Ω 故动态电流有效值 I d ＝U i /r D ≈1mA图T6八、现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。
试问：（1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？（2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？解：（1）两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。
北京交通大学模拟电子技术习题及解答第二章 半导体二极管及其基本电路
第二章半导体二极管及其基本电路2-1．填空（1）N型半导体是在本征半导体中掺入；P型半导体是在本征半导体中掺入。
（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流会。
（3）PN结的结电容包括和。
（4）晶体管的三个工作区分别是、和。
在放大电路中，晶体管通常工作在区。
（5）结型场效应管工作在恒流区时，其栅-源间所加电压应该。
（正偏、反偏）答案：（1）五价元素；三价元素；（2）增大；（3）势垒电容和扩散电容；（4）放大区、截止区和饱和区；放大区；（5）反偏。
2-2．判断下列说法正确与否。
（1）本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。
（）（2）P型半导体带正电，N型半导体带负电。
（）（3）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。
（）（4）只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压作用。
（）（5）晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。
（）（6）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
（）（7）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（）（8）若耗尽型N沟道MOS场效应管的U GS大于零，则其输入电阻会明显减小。
（）答案：（1）对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和空穴的数量始终是相等的。
（2）错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成PN结时，处于电中性的状态。
（3）对；结型场效应管在栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证R GS大的特点。
（4）错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。
（5）错；晶体管工作在饱和状态和放大状态时发射极有电流流过，只有在截止状态时没有电流流过。
（6）对；N型半导体中掺入足够量的三价元素，不但可复合原先掺入的五价元素，而且可使空穴成为多数载流子，从而形成P型半导体。
（7）对；PN结在无光照、无外加电压时，处于动态平衡状态，扩散电流和漂移电流相等。
《模拟电子技术基础(第五版 康华光主编)》 复习提纲
模拟电子技术基础复习提纲第一章绪论）信号、模拟信号、放大电路、三大指标。
（放大倍数、输入电阻、输出电阻）第三章二极管及其基本电路）本征半导体：纯净结构完整的半导体晶体。
在本征半导体内，电子和空穴总是成对出现的。
N型半导体和P型半导体。
在N型半导体内，电子是多数载流子；在P型半导体内，空穴是多数载流子。
载流子在电场作用下的运动称为漂移；载流子由高浓度区向低浓度区的运动称为扩散。
P型半导体和N型半导体的接触区形成PN结，在该区域中，多数载流子扩散到对方区域，被对方的多数载流子复合，形成空间电荷区，也称耗尽区或高阻区。
空间电荷区内电场产生的漂移最终与扩散达到平衡。
PN结最重要的电特性是单向导电性，PN结加正向电压时，电阻值很小，PN结导通；PN结加反向电压时，电阻值很大，PN结截止。
PN 结反向击穿包括雪崩击穿和齐纳击穿；PN结的电容效应包括扩散电容和势垒电容，前者是正向偏置电容，后者是反向偏置电容。
）二极管的V-I 特性（理论表达式和特性曲线））二极管的三种模型表示方法。
（理想模型、恒压降模型、折线模型）。
（V BE=）第四章双极结型三极管及放大电路基础）BJT的结构、电路符号、输入输出特性曲线。
（由三端的直流电压值判断各端的名称。
由三端的流入电流判断三端名称电流放大倍数））什么是直流负载线什么是直流工作点）共射极电路中直流工作点的分析与计算。
有关公式。
(工作点过高，输出信号顶部失真，饱和失真，工作点过低，输出信号底部被截，截止失真)。
）小信号模型中h ie和h fe含义。
）用h参数分析共射极放大电路。
（画小信号等效电路，求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻）。
）常用的BJT放大电路有哪些组态（共射极、共基极、共集电极）。
各种组态的特点及用途。
P147。
（共射极：兼有电压和电流放大，输入输出电阻适中，多做信号中间放大；共集电极（也称射极输出器），电压增益略小于1，输入电阻大，输出电阻小，有较大的电流放大倍数，多做输入级，中间缓冲级和输出级；共基极：只有电压放大，没有电流放大，有电流跟随作用，高频特性较好。
模拟电子技术基础目录
模拟电子技术基础目录模拟电子技术基础目录模拟电子技术基础目录前言教学建议第1章半导体二极管及其应用1.1 半导体物理基础知识1.1.1 本征半导体1.1.2 杂质半导体1.2 pn结1.2.1 pn结的形成1.2.2 pn结的单向导电性1.2.3 pn结的反向击穿特性1.2.4 pn结的电容特性1.3 半导体二极管及其基本电路1.3.1 半导体二极管的伏安特性曲线1.3.2 半导体二极管的主要参数1.3.3 半导体二极管的电路模型1.3.4 二极管基本应用电路1.4 特殊二极管1.4.1 稳压二极管.1.4.2 变容二极管1.4.3 光电二极管1.4.4 发光二极管思考题习题第2章双极型晶体管及其放大电路2.1 双极型晶体管的工作原理2.1.1 双极型晶体管的结构2.1.2 双极型晶体管的工作原理2.2 晶体管的特性曲线2.2.1 共射极输出特性曲线2.2.2 共射极输入特性曲线2.2.3 温度对晶体管特性的影响2.2.4 晶体管的主要参数2.3 晶体管放大电路的放大原理2.3.1 放大电路的组成2.3.2 静态工作点的作用2.3.3 晶体管放大电路的放大原理2.3.4 基本放大电路的组成原则2.3.5 直流通路和交流通路2.4 放大电路的静态分析和设计2.4.1 晶体管的直流模型及静态工作点的估算2.4.2 静态工作点的图解分析法2.4.3 晶体管工作状态的判断方法2.4.4 放大状态下的直流偏置电路2.5 共射放大电路的动态分析和设计2.5.1 交流图解分析法2.5.2 放大电路的动态范围和非线性失真2.5.3 晶体管的交流小信号模型2.5.4 等效电路法分析共射放大电路2.5.5 共射放大电路的设计实例2.6 共集放大电路（射极输出器）2.7 共基放大电路2.8 多级放大电路2.8.1 级间耦合方式2.8.2 多级放大电路的性能指标计算2.8.3 常见的组合放大电路思考题习题第3章场效应晶体管及其放大电路3.1 场效应晶体管3.1.1 结型场效应管3.1.2 绝缘栅场效应管3.1.3 场效应管的参数3.2 场效应管工作状态分析及其偏置电路3.2.1 场效应管工作状态分析3.2.2 场效应管的偏置电路3.3 场效应管放大电路3.3.1 场效应管的低频小信号模型3.3.2 共源放大电路3.3.3 共漏放大电路思考题习题第4章放大电路的频率响应和噪声4.1 放大电路的频率响应和频率失真4.1.1 放大电路的幅频响应和幅频失真4.1.2 放大电路的相频响应和相频失真4.1.3 波特图4.2 晶体管的高频小信号模型和高频参数4.2.1 晶体管的高频小信号模型4.2.2 晶体管的高频参数4.3 晶体管放大电路的频率响应4.3.1 共射放大电路的频率响应4.3.2 共基、共集放大器的频率响应4.4 场效应管放大电路的频率响应4.4.1 场效应管的高频小信号等效电路4.4.2 共源放大电路的频率响应4.5 多级放大器的频率响应4.5.1 多级放大电路的上限频率4.5.2 多级放大电路的下限频率4.6 放大电路的噪声4.6.1 电子元件的噪声4.6.2 噪声的度量思考题习题第5章集成运算放大电路5.1 集成运算放大电路的特点5.2 电流源电路5.3 以电流源为有源负载的放大电路5.4 差动放大电路5.4.1 零点漂移现象5.4.2 差动放大电路的工作原理及性能分析5.4.3 具有电流源的差动放大电路5.4.4 差动放大电路的大信号分析5.4.5 差动放大电路的失调和温漂5.5 复合管及其放大电路5.6 集成运算放大电路的输出级电路5.7 集成运算放大电路举例5.7.1 双极型集成运算放大电路f0075.7.2 cmos集成运算放大电路mc145735.8 集成运算放大电路的外部特性及其理想化5.8.1 集成运放的模型5.8.2 集成运放的主要性能指标5.8.3 理想集成运算放大电路思考题习题第6章反馈6.1 反馈的基本概念及类型6.1.1 反馈的概念6.1.2 反馈放大电路的基本框图6.1.3 负反馈放大电路的基本方程6.1.4 负反馈放大电路的组态和四种基本类型6.2 负反馈对放大电路性能的影响6.2.1 稳定放大倍数6.2.2 展宽通频带6.2.3 减小非线性失真6.2.4 减少反馈环内的干扰和噪声6.2.5 改变输入电阻和输出电阻6.3 深度负反馈放大电路的近似计算6.3.1 深负反馈放大电路近似计算的一般方法6.3.2 深负反馈放大电路的近似计算6.4 负反馈放大电路的稳定性6.4.1 负反馈放大电路的自激振荡6.4.2 负反馈放大电路稳定性的判断6.4.3 负反馈放大电路自激振荡的消除方法思考题习题第7章集成运算放大器的应用7.1 基本运算电路7.1.1 比例运算电路7.1.2 求和运算电路7.1.3 积分和微分运算电路7.1.4 对数和反对数运算电路7.2 电压比较器7.2.1 电压比较器概述7.2.2 单门限比较器7.2.3 迟滞比较器7.2.4 窗口比较器7.3 弛张振荡器7.4 精密二极管电路7.4.1 精密整流电路7.4.2 峰值检波电路7.5 有源滤波器7.5.1 滤波电路的作用与分类7.5.2 一阶有源滤波器7.5.3 二阶有源滤波器7.5.4 开关电容滤波器思考题习题第8章功率放大电路8.1 功率放大电路的特点与分类8.2 甲类功率放大电路8.3 互补推挽乙类功率放大电路8.3.1 双电源互补推挽乙类功率放大电路8.3.2 单电源互补推挽乙类功率放大电路8.3.3 采用复合管的准互补推挽功率放大电路8.4 集成功率放大器8.5 功率器件8.5.1 双极型大功率晶体管8.5.2 功率mos器件8.5.3 绝缘栅双极型功率管及功率模块8.5.4 功率管的保护思考题习题第9章直流稳压电源9.1 直流电源的组成9.2 整流电路9.2.1 单相半波整流电路9.2.2 单相全波整流电路9.2.3 单相桥式整流电路9.2.4 倍压整流电路9.3 滤波电路9.3.1 电容滤波电路9.3.2 电感滤波电路9.3.3 复合型滤波电路9.4 稳压电路9.4.1 稳压电路的主要指标9.4.2 线性串联型直流稳压电路9.4.3 开关型直流稳压电路思考题习题第10章可编程模拟器件与电子电路仿真软件10.1 在系统可编程模拟电路原理与应用10.1.1 isppac10的结构和原理10.1.2 其他isppac器件的结构和原理10.1.3 isppac的典型应用10.2 multisim软件及其应用10.2.1 multisim 8的基本界面10.2.2 元件库10.2.3 仿真仪器10.2.4 仿真分析方法10.2.5 在模拟电路设计中的应用思考题习题第11章集成逻辑门电路11.1 双极型晶体管的开关特性11.2 mos管的开关特性11.3 ttl门电路11.3.1 ttl标准系列与非门11.3.2 其他类型的ttl标准系列门电路11.3.3 ttl其他系列门电路11.4 ecl门电路简介11.5 cmos门11.5.1 cmos反相器11.5.2 其他类型的cmos电路11.5.3 使用cmos集成电路的注意事项11.5.4 cmos其他系列门电路11.6 cmos电路与ttl电路的连接思考题习题参考文献延伸阅读：模拟电子技术基础50问1、空穴是一种载流子吗？空穴导电时电子运动吗？答：不是，但是在它的运动中可以将其等效为载流子。
模拟电子技术重要知识点整理
模拟电⼦技术重要知识点整理模拟电⼦技术重要知识点整理第⼀章绪论1．掌握放⼤电路的主要性能指标都包括哪些。
2．根据增益，放⼤电路有哪些分类。
并且会根据输出输⼊关系判断是哪类放⼤电路，会求增益。
第⼆章运算放⼤器1．集成运放适⽤于放⼤何种信号?2．会判断理想集成运放两个输⼊端的虚短、虚断关系。
如：在运算电路中，集成运放的反相输⼊端是否均为虚地。
3．运放组成的运算电路⼀般均引⼊负反馈。
4．当集成运放⼯作在⾮线性区时，输出电压不是⾼电平，就是低电平。
5．在运算电路中，集成运放的反相输⼊端不是均为虚地。
6．理解同相放⼤电路、反相放⼤电路、求和放⼤电路等，会根据⼀个输出输⼊关系表达式判断何种电路能够实现这⼀功能。
7．会根据虚短、虚断分析含有理想运放的放⼤电路。
第三章⼆极管及其基本电路1．按导电性能的优劣可将物质分为导体、半导体、绝缘体三类，导电性能良好的⼀类物质称为导体，⼏乎不导电的物质称为绝缘体，导电性能介于中间的称为半导体。
2．在纯净的单晶硅或单晶锗中，掺⼊微量的五价或三价元素所得的掺杂半导体是什么，其多数载流⼦和少数载流⼦是是什么，⼜称为什么半导体。
3．半导体⼆极管由⼀个PN结做成，管⼼两侧各接上电极引线，并以管壳封装加固⽽成。
4．半导体⼆极管可分为哪两种类型，其适⽤范围是什么。
5．⼆极管最主要的特性是什么。
6．PN结加电压时，空间电荷区的变化情况。
7．杂质半导体中少数载流⼦浓度只与温度有关。
8．掺杂半导体中多数载流⼦主要来源于掺杂。
9．结构完整完全纯净的半导体晶体称为本征半导体。
10．当掺⼊三价元素的密度⼤于五价元素的密度时，可将N型转型为P型；当掺⼊五价元素的密度⼤于三价元素的密度时，可将P型转型为N型。
11．温度升⾼后，⼆极管的反向电流将增⼤。
12．在常温下，硅⼆极管的开启电压约为0．3V，锗⼆极管的开启电压约为0．1V。
13．硅⼆极管的正向压降和锗管的正向压降分别是多少。
14．PN结的电容效应是哪两种电容的综合反映。
《模拟电子技术基础(第3版_陈梓城)》多媒体课件 第1章 半导体二极管及其应用
1.1.2 半导体二极管的结构、类型、电路符号 一、半导体二极管的内部结构示意图
以PN结为管芯，在P区和N区均接上电极引线，并以外 壳封装，就制成了半导体二极管，简称二极管。
从P区接出的引线称为二极管的阳极（Anode）,从N区接 出的引线称为阴极（Cathode）。
图1.1.4 二极管内部结构示意图、电路符号、实物图 (a)内部结构 (b)图形符号 （c）整流二极管实物图
3.掺杂特性 本征半导体的导电能力差，但是在本征半导体中掺入
某种微量元素（杂质）后，它的导电能力可增加几十万甚 至几百万倍。
人们正是通过掺入某些特定的杂质元素，精确地控制 半导体的导电能力，制成各种性质、用途的半导体器件。
图1.1.2 掺杂半导体共价键结构示意图 (a)N型半导体 (b)P型半导体
当温度下降时，半导体材料的导电能力显著下降。利 用半导体对温度十分敏感的特性，制成了工业自动控制装 置中常用的热敏电阻。
1.1 半导体二极管
2. 光敏特性 某些半导体，受到光照时，半导体就像导体一样，导电
能力很强；当没有光线照射时，就像绝缘体一样不导电，这 种特性称为“光敏”特性。光照强度越强，半导体的导电性 能越好。
图1.1.3 N型半导体和P型半导体简化结构示意图 (a)N型半导体简化结构示意图 (b)P型半导体简化结构示意图
N型半导体是否带负电？为什么？
三、PN结及其单向导电性
如果通过一定的生产工艺把半导体的P区和N区部分结合 在一起，则它们的交界处就会形成一个很薄的空间电荷区， 称为PN结（PN Juntion）。 PN结具有单向导电性，外加偏置 电压，正偏导通，反偏截止。即P区电位高于N区，PN结通导， 相当于开关闭合；P区电位低于N区电位，PN结截止，相当于 开关断开。
模拟电子技能技术总结习题及答案
模拟电子技术第1章半导体二极管及其基本应用1．1填空题L半导体中有空穴和自由电子两种载流子参与导电。
2.本征半导体中，若掺入微量的五价元素，则形成N型半导体，其多数载流子是电子；若掺入微量的三价元素，则形成P型半导体，其多数载流子是空穴。
3.PN结在正偏时导通反偏时截止，这种特性称为单向导电性。
4.当温度升高时，二极管的反向饱和电流将增大，正向压降将减小。
5.整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变为单向脉动的直流电。
稳压二极管是利用二极管的反向击穿特性实现稳压的。
6.发光二极管是一种通以正向电流就会发光的二极管。
7.光电二极管能将光信号转变为曳信号，它工作时需加反向偏置电压。
8.测得某二极管的正向电流为1mA,正向压降为0.65V,该二极管的直流电阻等于咽。
，交流电阻等于26Q。
L 2单选题1.杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于(C)。
A.温度B.掺杂工艺C.掺杂浓度D.晶格缺陷2. PN结形成后，空间电荷区由⑻构成。
A・价电子8.自由电子C.空穴D.杂质离子3.硅二极管的反向电流很小，其大小随反向电压的增大而(B)。
A.减小B.基本不变C.增大4.流过二极管的正向电流增大，其直流电阻将(C)。
A.增大8.基本不变C.减小5.变容二极管在电路中主要用作(D)。
、A.整流B.稳压C.发光口,可变电容器1. 3是非题1.在N型半导体中如果掺人足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
(J)2.因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
(X)3.二极管在工作电流大于最大整流电流I时会损坏。
(X)4.只要稳压二极管两端加反向电压就能起稳压作用。
(X)1. 4分析计算题1.电路如图T1. 1所示，设二极管的导通电压U D =0.7V，试写出各电路的输出电压Uo值。
解：(a)二极管正向导通，所以输出电压U0=(6-o?7)V=5.3V。
(力令二极管断开，可得U P=6V、U N=10V，0U P<U N，所以二极管反向偏压而截止，U°=10V。
模拟电子技术基础知识点总结
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的根底知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯洁的具有单晶体构造的半导体。
4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
表达的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素〔多子是空穴，少子是电子〕。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素〔多子是电子，少子是空穴〕。
6.杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通，反向截止。
*二极管伏安特性----同ＰＮ结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的上下:假设 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);假设 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。
1〕图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法➢直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的上下:假设 V阳 >V阴( 正偏 )，二极管导通(短路);假设 V阳 <V阴( 反偏 )，二极管截止(开路)。
*三种模型➢微变等效电路法三.稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。
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（主要来自杂质）（主要来自本征半导体） （全部来自杂质）
多数载流子：电子 少数载流子：空穴
＋4
＋4
＋4
自由电子
＋4
＋5
＋4
施主原子
＋4
＋4
＋4
2、空穴半导(Positive ) ——P 型半导体
+3价元素硼(B )、铝(Al )、铟(In )、镓(Ga )等在 硅晶体中接受一个电子，故叫受主原子。
15 10
B′
B
－ U (BR) C
－ 30 IR
5
O A′
A
0.2 0.4 0.6 0.8
－5 C′
uV / V
(A)
D
D′
图 二极管伏安特性曲线
IU
I
反向击穿 电压U(BR)
反向饱和电流 （很小，A级）
导通压降: 硅 管0.6~0.7V,锗 管0.2~0.3V。
U
空穴数目 = 电子数 + 负离子数
（主要来自杂质）（主要来自本征半导体） （全部来自杂质）
多数载流子：空穴
少数载流子：电子
+4
+4
+4
受主原子
邻近的电子落入受主的 空位留下可移动的空穴
+4
+3
+4
可移动的空穴
受主获得一个电
+4
+4
+4
子而形成负离子
(b)
§2.2 PN结的形成及特性
一、PN结
1952年第一个PN结形成。
常见二极管外形
阳极 引线
N型锗片
阴极 引线
金属触丝 (a)
外壳
铝合金小球
阳极引线
PN结
N型硅
金锑合金
底座
(b) 阴极引线
图 半导体二极管的结构及符号 （a）点接触型结构;（b）面接触型结构;
阳极 阴极 引线 引线
P N
P型支持衬底
(c)
阳极
a
阴极
k
(d)
图 半导体二极管的结构及符号 （c）集成电路中的平面型结构; （d）图形符号
模拟电子技术半导体二 极管及其基本电路
§2.1
导体 绝缘体
半导体
半导体
容易传导电流的称为导体。如金属。
几乎不传导电流的称为绝缘体。 如橡胶，陶瓷。
导电能力介于导体和绝缘体之间， 并且受到外界光和热的刺激或加 入微量的杂质时，导电能力将发 生显著变化的物质称为半导体。 如硅(Si )，锗(Ge )。
内电场
P
N
PN结
1、PN结的形成
PN结的动态平衡
因浓度差
形成多子的 扩散运动
杂质离子形成 空间电荷区
动画3
空间电荷区 形成内电场
内电场促使 少子漂移
内电场阻止 多子扩散
达到动态平衡
二、PN结的单向导电性
PN结的单向导电性是其基本特性 1、外加正向电压 外加电场方向与内电场方向相反
P
内电场
N
IF
结构不同
点接触型 ：适用于高频检波和 数字电路开关。
面接触型 ：适用于整流
掺杂质浓度 不同
对称PN型 P+N型 PN+型
按材料分:有硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。 按用途分:有整流、稳压、开关、发光、光电、变容、 阻尼等二极管。 按封装形式分:有塑封及金属封等二极管。 按功率分:有大功率、中功率及小功率等二极管
外电场
2、外加反向电压 外加电场方向与内电场方向相同
IS很小，就可以看作PN结在外加反向偏置时呈现 出很大的阻值。
P
内电场
N IS
外电场
PN结加正向电压时，呈现低电阻，具 有较大的正向扩散电流；
PN结加反向电压时，呈现高电阻，具 有很小的反向漂移电流。
由此可以得出结论：PN结具有单向导 电性。
3、PN结的反向击穿
一、本征半导体
本征半导体
完全纯净的，结构完整的半导体 晶体称为本征半导体。
价电子 电子轨道
+4
束惯缚性核电子
Si ＋14
+4
Ge ＋32
+4
＋4
+4
价电子
原子核
共(a) 价键
+4(b)
(c)
图 半导体的原子结构示意图
（a）硅原子；（b）锗原子；（c）简化模型
空穴 +4
+4
+4
自由电子 +4
本征激发
+4
自由电子 空穴
挣脱共价键的束缚自由活动的电子
束缚电子成为自由电子后，在共价键 中所留的空位。
空穴 与 自由电子 关系
空穴移动方向与电子移动方向相反，可用空穴 移动产生的电流 代表 束缚电子移动产生的电流， 空穴迁移就相当于正电荷的移动。
可将空穴看成是带正电荷的载流子，自由电子和 空穴均参与导电是半导体区别于导体的重要特性。
PN结的外加反向电压增大到一定的数值时，反向 电流会突然增加，这个现象称为PN结的反向击穿。
反向击穿
电击穿 热击穿
可利用的，可逆的 有害的，易烧坏PN结
根据产生击穿的原因，电击穿又可分为：
雪崩击穿
外加电场作用产生碰撞电离， 形成倍增效应。
齐纳击穿
在杂质浓度特别大的PN结中， 外加电场直接破坏共价键，产 生电子空穴对。
2AP 2C P
2CZ54 2CZ13
2C Z30
(c)
二极管外形
二、二极管的V—I特性
二当二二极正极极管管向管两两电反端端压向加加超电上正过压反向门加向电槛到电压电一压时压定时,时就数,,在产正值开生向时正始电,反向很流
大就电向范会流电围,急当流内剧正急,二地向剧极增电增管大压大相,较二,这当小极种于时管现非,呈正常象现向大称很电的为小流电反电极阻向阻小, 反而（击向几处穿电乎于。流为导此很零通时小）状对,且,态这应不。一的随部这电反分时压向称硅称电为管为压死的反而区正向变,向相击化导应。
4、PN结的V—I特性
PN结的V—I特性如图所示
iD
反向击穿 反向饱和电流
电压
VBR IS
vD
iDIS(evD/vT 1) e=2.71828
注:VD为PN结的外加电压, VT为温度的电压当量, 约为0.026V, IS为反向饱和电流。
§2.3半导体二极管（diode）
一、半导体二极管的结构
半导体二极管就是一个PN结。
本征半导体中载流子的浓度
复合
二、杂质半导体
杂质半导体
电子半导体 加+5价元素磷(P)、 砷(As )、锑(Sb)
(Negative)
空穴半导体 加+3价元素硼
(Positive )
(B )、铝(Al )、铟 (In)、镓(Ga )
元素周 期表
1、电子半导(Negative) ——N型半导体
+5价元素磷(P)、砷(As )、锑(Sb)等在硅晶体中给 出一个多余电子，故叫施主原子。
iV / m A
锗
硅
此 图通如的 电穿段中时图压A压。电O的(中降(AC也压电′（A约)称点,流B用O为阈(的A称CU0值电′.BB）之6R~电′压表)段0为段.压称7示。反。V)为,,锗如向硅死管管图饱区约约和中电为为电C压D00流.或.(25C~IV门R′0,D锗,.见槛3′)V, 管约为0.1V,如图中OA(OA′)段。(P69)