【精品】02模电--半导体二极管及其基本电路--康华光52页PPT
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半导体二极管及基本电路PPT课件
• 基础知识 • 半导体二极管 • 二极管基本电路及分析方法 • 稳压二极管及电路分析方法
5
第5页/共71页
1.1 半导体的基础知识
一．半导体
• 按物体的导电性能，可将物体分为导体、绝缘 体和半导体三类。
① 导体：电阻率很低、电流易通过、导电性强的 物体。
② 绝缘体：电阻率很高、电流不通过、无导电能 力的物体。
• 一般情况下，锗管反向电流I R＞硅管I R反向电流。
27
第27页/共71页
综述：
• 1）二极管的 V—A 特性为非线性；
• 2）当 导通；
时，且 U D ＞U T ，则 D
• 3）当 -U BR ＜ U D ＜ U T ，有I R ≈0，则 D 截 止；
• 4）当
时，且 绝对值U R ＞ U
BR ，则反向击穿烧坏。
一、课程的性质及任务
• 1. 本课程是一门电子技术方面的入门技术基础课，是研究各种半导体器件、 电子线路及应用的一门学科。
• 2. 学生通过本课程的学习，掌握一些有关电子技术的基本理论、基本知识， 为今后进一步学习打下一定的基础。
1
第1页/共71页
• 二 研究对象
• 1.电子器件的特性、参数； • 2.电子线路分析的基本方法：即模拟电路和数字电路的分析方法。 • 3.有关应用。
由此得知： • 1）稳压管的 V—A 特性为非线性，且反向特性
很陡，； • 2）稳压管有导通、截止、击穿三个状态，常工作
于反向击穿状态。
35
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二. 主要参数
1). 稳定电压 UZ
• DZ在正常工作下管子两端的电压，也就是它 的反向击穿电压。
2). 稳定电流 IZ
5
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1.1 半导体的基础知识
一．半导体
• 按物体的导电性能，可将物体分为导体、绝缘 体和半导体三类。
① 导体：电阻率很低、电流易通过、导电性强的 物体。
② 绝缘体：电阻率很高、电流不通过、无导电能 力的物体。
• 一般情况下，锗管反向电流I R＞硅管I R反向电流。
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综述：
• 1）二极管的 V—A 特性为非线性；
• 2）当 导通；
时，且 U D ＞U T ，则 D
• 3）当 -U BR ＜ U D ＜ U T ，有I R ≈0，则 D 截 止；
• 4）当
时，且 绝对值U R ＞ U
BR ，则反向击穿烧坏。
一、课程的性质及任务
• 1. 本课程是一门电子技术方面的入门技术基础课，是研究各种半导体器件、 电子线路及应用的一门学科。
• 2. 学生通过本课程的学习，掌握一些有关电子技术的基本理论、基本知识， 为今后进一步学习打下一定的基础。
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• 二 研究对象
• 1.电子器件的特性、参数； • 2.电子线路分析的基本方法：即模拟电路和数字电路的分析方法。 • 3.有关应用。
由此得知： • 1）稳压管的 V—A 特性为非线性，且反向特性
很陡，； • 2）稳压管有导通、截止、击穿三个状态，常工作
于反向击穿状态。
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二. 主要参数
1). 稳定电压 UZ
• DZ在正常工作下管子两端的电压，也就是它 的反向击穿电压。
2). 稳定电流 IZ
《模拟电子技术》课件第2章半导体二极管及其基本电路
成为本自由征电半子导（体带负电）， 同时的共价导键电中机留理下一个空
位，称为空穴（带正电）。
+4
+4
+4
+4 空穴
&;4
4
自由电子
空穴：共价键中的空位。
空穴的移动：相邻共价
+4
键中的价电子依次充填
空穴来实现。 +4
电子空穴对：由热激发
而产生的自由电子和空
+4
穴对。
§1.1 半导体的基本知识
P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的 半导体。【Positive】
1. P型半导体
三、杂质半导体
掺入三价元素（如硼）
Si
Si
BS–i
Si
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。
接受一个 电子变为 负离子
硼原子
空穴：多子（多数载流子）
26
三、二极管的主要参数： (1) 最大整流电流IF
§3.3 二极管
二极二管极长管期反连向续电工流作急时， 允许剧通增过加二时极对管应的的最反大 整流向电电流压的值平称均为值反。向
击穿电压VBR。
(2) 反向击穿电压VBR和最大反向工为作安全电计压，V在R实M际工作
(3) 反向电流IR (4) 极间电容Cj
当vI = 6 sinωt (V)时，分别对于理想模型和恒压降模型绘出相应
的输出电压vO的波形。
R
+a.理想模型 D
当AVI=0V时 +
D截止
当VI=4V时
D导通
当VI=6V时
D导通
vI
VREF
位，称为空穴（带正电）。
+4
+4
+4
+4 空穴
&;4
4
自由电子
空穴：共价键中的空位。
空穴的移动：相邻共价
+4
键中的价电子依次充填
空穴来实现。 +4
电子空穴对：由热激发
而产生的自由电子和空
+4
穴对。
§1.1 半导体的基本知识
P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的 半导体。【Positive】
1. P型半导体
三、杂质半导体
掺入三价元素（如硼）
Si
Si
BS–i
Si
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。
接受一个 电子变为 负离子
硼原子
空穴：多子（多数载流子）
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三、二极管的主要参数： (1) 最大整流电流IF
§3.3 二极管
二极二管极长管期反连向续电工流作急时， 允许剧通增过加二时极对管应的的最反大 整流向电电流压的值平称均为值反。向
击穿电压VBR。
(2) 反向击穿电压VBR和最大反向工为作安全电计压，V在R实M际工作
(3) 反向电流IR (4) 极间电容Cj
当vI = 6 sinωt (V)时，分别对于理想模型和恒压降模型绘出相应
的输出电压vO的波形。
R
+a.理想模型 D
当AVI=0V时 +
D截止
当VI=4V时
D导通
当VI=6V时
D导通
vI
VREF
第二章 半导体二极管及其应用电路 《模拟电子技术基础》课件
基本处于截止状态，这种情况就 称为PN结反向阻断。
PN结的上述“正向导通，反 响阻断”作用，说明PN结具有单 向导电性。
2020/7/4
11
2.1.4 PN结的反向击穿
PN结处于反向偏置时，在一定的电压范围内，流过PN结 的电流很小，但电压超过某一数值时，反向电流急剧增加，这 种现象称为PN结反向击穿。
2. P型半导体
在四价晶体中掺入微量的三价元素，这种杂质半导体中， 空穴浓度远大于自由电子浓度，空穴为多子，自由电子为少子。 这种半导体的导电主要依靠空穴，称其为P型半导体（P-type semiconductor）或空穴型半导体。
2020/7/4
7
需要指出的是：
不论是N型还是P型半导体，整个晶体仍然呈中性。
2020/7/4
图2-3
6
2.1.2 杂质半导体
1. N型半导体
在四价元素晶体中掺入微量的五价元素，这种掺杂所产生的 自由电子浓度远大于本征激发所产生的电子—空穴对的浓度。电 子为多子，空穴为少子。这种半导体的导电主要依靠电子，称其 为N型半导体（N-type semiconductor）或电子型半导体。
2020/7/4
12
2.2 半导体二极管
2.2.1 二极管的结构与类型
将ＰＮ结加上相应的电极引线和管壳，就成为半导体二极 管。按结构分，二极管有点接触型和面接触型、平面型等 。
1. 点接触型二极管
特点是ＰＮ结面积小，不能通过较大电流，但高频性能好。
2. 面接触型二极管
结面积较大，故可允许通过较大电流，但其工作频率低。
4. 温度对特性的影响
图2-10
2020/7/4
由于半导体的导电性能与 温度有关，所以二极管的特性 对温度很敏感，温度升高时二 极管正向特性曲线向左移动， 反向特性曲线向下移动，如图 2-10所示。
PN结的上述“正向导通，反 响阻断”作用，说明PN结具有单 向导电性。
2020/7/4
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2.1.4 PN结的反向击穿
PN结处于反向偏置时，在一定的电压范围内，流过PN结 的电流很小，但电压超过某一数值时，反向电流急剧增加，这 种现象称为PN结反向击穿。
2. P型半导体
在四价晶体中掺入微量的三价元素，这种杂质半导体中， 空穴浓度远大于自由电子浓度，空穴为多子，自由电子为少子。 这种半导体的导电主要依靠空穴，称其为P型半导体（P-type semiconductor）或空穴型半导体。
2020/7/4
7
需要指出的是：
不论是N型还是P型半导体，整个晶体仍然呈中性。
2020/7/4
图2-3
6
2.1.2 杂质半导体
1. N型半导体
在四价元素晶体中掺入微量的五价元素，这种掺杂所产生的 自由电子浓度远大于本征激发所产生的电子—空穴对的浓度。电 子为多子，空穴为少子。这种半导体的导电主要依靠电子，称其 为N型半导体（N-type semiconductor）或电子型半导体。
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2.2 半导体二极管
2.2.1 二极管的结构与类型
将ＰＮ结加上相应的电极引线和管壳，就成为半导体二极 管。按结构分，二极管有点接触型和面接触型、平面型等 。
1. 点接触型二极管
特点是ＰＮ结面积小，不能通过较大电流，但高频性能好。
2. 面接触型二极管
结面积较大，故可允许通过较大电流，但其工作频率低。
4. 温度对特性的影响
图2-10
2020/7/4
由于半导体的导电性能与 温度有关，所以二极管的特性 对温度很敏感，温度升高时二 极管正向特性曲线向左移动， 反向特性曲线向下移动，如图 2-10所示。
模拟电子技术基础 第2章半导体二极管及其基本电路 PPT课件
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rd
3.4 二极管基本电路
• 限幅电路
– 下图所示电路是一种简单的双向限幅电路，R 为限流电阻。
图3.3.9 限幅电路 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础
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rd
3.4 二极管基本电路
• 限幅电路 – 设二极管为恒压降模型。 点击观看Pspice仿真
当输入信号vi小于二极管
的导通电压（0.7v）时，
二极管截止，vo ≈ vi ； 当 vi值超过0.7v后，二
极管导通。二极管导通后， 其伏安特性类似于恒压特
性，所以其两端电压vo被
限制在±0.7v附近。该电 路常作为限幅保护电路。
图3.3.9 限幅电路（b）
电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础
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rd
3.4 二极管基本电路
• 常用的双色发光二极管有2EF系列和TB系列，常用的三色 发光二极管有2EF302、2EF312、2EF322等型号。
电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础
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发光二极管
• 普通发光二极管的检测 • 用万用表检测。利用具有×10kΩ挡的指针式万用表可以大致判断发光
二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200kΩ,反向电 阻的值为∝。如果正向电阻值为0或为∞，反向电阻值很小或为0，则 易损坏。种检测方法，不能实地看到发光管的发光情况，因为×10kΩ 挡不能向LED提供较大正向电流。
•
— 1. 最大整流电流IF•IF是指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。其值与
PN结面积以及外部散热条件有关。在规定的散热条件下，二极管正向平
均电流若超过此值，则将因结温升高而烧坏。
•
模电课件第二章二极管
多子浓度——与温度无关
注： 对于杂质半导体，多子的浓度愈高，少子的浓度就越低。
可以认为，多子的浓度约等于所掺杂质原子的浓度，因而它受 温度的影响很小；而少子是本征半导体激发形成的，所以尽管 其浓度很低，却对温度非常敏感，这将影响半导体器件的性能。
2.2 PN结的形成及特性 一、PN结的形成 ( P.32—33)
10 10
3、折线模型
考虑到正向特性的斜率 ，即考虑二极管导通后的等效电阻 rD ：如图，
当vD = Vth时，iD = 0；而当vD = 0.7V时，iD约为1mA。
个特电性二阻 为极：rD串管联正，向电偏阻置上时的，电其压管为压：降IVD×D不rD是，恒rD定=的（，0.7可—视0.为5）它/1由m门A 坎≈20电0Ω压。V其th和V—一
2)T增加 至T=300K时,有少量的电子空穴 对(空位).
3.两种载流子(仅两种)
1)电子:共价键中的价电子挣脱原子核的束缚成为自由电子,T增 加,自由电子增加.
2)空穴:价电子成为自由电子后,共价键中就留下一个空位,称空穴. 因为原子中性破坏,显示出 a).带正电
b).可以“移动”:(空穴移动并非本身移动,而是对于电子补充而相对 移动)既有空穴的原子吸引相邻原子中的价电子补充这个空穴,于是出 现另一个空穴.再由相邻价电子补充,继续下去,好象空穴在运动.)电子 与空穴运动方向相反,空穴运相当于正电荷运动.
P
N
符号:
分类: 按材料可分为硅二极管(3CP系列)和锗二极管(2AP系列) 按结构工艺分为点接触型、面接触型 和平面型三种。
(1) 点接触型二极管
PN结面积小，结电容小， 用于检波和变频等高频电路。
正 极引 线
金 属触 丝
注： 对于杂质半导体，多子的浓度愈高，少子的浓度就越低。
可以认为，多子的浓度约等于所掺杂质原子的浓度，因而它受 温度的影响很小；而少子是本征半导体激发形成的，所以尽管 其浓度很低，却对温度非常敏感，这将影响半导体器件的性能。
2.2 PN结的形成及特性 一、PN结的形成 ( P.32—33)
10 10
3、折线模型
考虑到正向特性的斜率 ，即考虑二极管导通后的等效电阻 rD ：如图，
当vD = Vth时，iD = 0；而当vD = 0.7V时，iD约为1mA。
个特电性二阻 为极：rD串管联正，向电偏阻置上时的，电其压管为压：降IVD×D不rD是，恒rD定=的（，0.7可—视0.为5）它/1由m门A 坎≈20电0Ω压。V其th和V—一
2)T增加 至T=300K时,有少量的电子空穴 对(空位).
3.两种载流子(仅两种)
1)电子:共价键中的价电子挣脱原子核的束缚成为自由电子,T增 加,自由电子增加.
2)空穴:价电子成为自由电子后,共价键中就留下一个空位,称空穴. 因为原子中性破坏,显示出 a).带正电
b).可以“移动”:(空穴移动并非本身移动,而是对于电子补充而相对 移动)既有空穴的原子吸引相邻原子中的价电子补充这个空穴,于是出 现另一个空穴.再由相邻价电子补充,继续下去,好象空穴在运动.)电子 与空穴运动方向相反,空穴运相当于正电荷运动.
P
N
符号:
分类: 按材料可分为硅二极管(3CP系列)和锗二极管(2AP系列) 按结构工艺分为点接触型、面接触型 和平面型三种。
(1) 点接触型二极管
PN结面积小，结电容小， 用于检波和变频等高频电路。
正 极引 线
金 属触 丝
模电 第三章2第五版——康华光.ppt
∵VB＞VA ∴D截止 （当18K与2K互换，D导通）
_2
例3-3：求图示电路中流过二极管的电流第ID三。章 二极管及其基本电路
2K
1
4K 10V
+1
VO
_2
ID 4K
VD
2K 2V
+
ID
VO
4K
D
2K
_
2K 4.5 V
2
解1：断开D后，求端口1—2之间的戴维宁等效电路；
+
I D UOC= 4.52VK Req =2K ID=(4.5–0.7)/2K2 mA
（VBR与掺杂工艺的关；杂质浓度大，反 向击穿电压低。）用于小功率稳压电路。 伏安特性：
正向—同PN结;
反向—VI < VZ 高阻， ID很小；
VI ≥ VZ ，击穿，可稳定在VZ上。 Titl e
稳压作用：
S iz e
当IZ很大时， VZ很小，动态电阻为rZ= B
Dat e:
3.3.2 二极管的伏-安特性
第三章 二极管及其基本电路
与PN结大体相同
但因引线电阻和半导体电阻的存在，正
向电流较小，反偏时由于表面漏电流的存在
使反向电流增加。
1．正向特性 加正向电压VD：当VD Vth，电流迅速
上升。 Vth——门限电压；当VD Vth ，外电
场较小，不足以克服PN结的内电场，因而正 向电流几乎为零，称之为死区。
求：（2）Vi= 6sint (V)时，画出Vo的波形。 RR
解：（2）先画出电路的Vi—Vo传输特性
B
++
r
D DD
++
∵ Vi3.5V时，D截止： Vo=Vi
_2
例3-3：求图示电路中流过二极管的电流第ID三。章 二极管及其基本电路
2K
1
4K 10V
+1
VO
_2
ID 4K
VD
2K 2V
+
ID
VO
4K
D
2K
_
2K 4.5 V
2
解1：断开D后，求端口1—2之间的戴维宁等效电路；
+
I D UOC= 4.52VK Req =2K ID=(4.5–0.7)/2K2 mA
（VBR与掺杂工艺的关；杂质浓度大，反 向击穿电压低。）用于小功率稳压电路。 伏安特性：
正向—同PN结;
反向—VI < VZ 高阻， ID很小；
VI ≥ VZ ，击穿，可稳定在VZ上。 Titl e
稳压作用：
S iz e
当IZ很大时， VZ很小，动态电阻为rZ= B
Dat e:
3.3.2 二极管的伏-安特性
第三章 二极管及其基本电路
与PN结大体相同
但因引线电阻和半导体电阻的存在，正
向电流较小，反偏时由于表面漏电流的存在
使反向电流增加。
1．正向特性 加正向电压VD：当VD Vth，电流迅速
上升。 Vth——门限电压；当VD Vth ，外电
场较小，不足以克服PN结的内电场，因而正 向电流几乎为零，称之为死区。
求：（2）Vi= 6sint (V)时，画出Vo的波形。 RR
解：（2）先画出电路的Vi—Vo传输特性
B
++
r
D DD
++
∵ Vi3.5V时，D截止： Vo=Vi
模电02二极管及其基本电路PPT课件
使其正向电流为0.5mA，应加多大的电压？设n=1。 解： 由题意可知IS = 1nA， n=1。将参数代入PN结的
V- I 特性表达式
得到：
第15页/共17页
二、 PN结的单向导电性
3.2 PN结
4. PN结的电容效应
• 扩散电容CD（正偏） • 势垒电容CB （反偏）
第16页/共17页
感谢您的观看！
形成内电场ε0 (N →P)
促使少子漂移阻止多子扩散
扩散
=
漂移(动态平衡)
稳定的空间电荷区称为PN结
第10页/共17页
3.2 PN结
二、 PN结的单向导电性
1.PN结加正向电压(正偏)
EF
ε0
内电场:ε0 →ε0-EF
多子扩散 >> 少子漂移
扩散电流 >> 漂移电流
IF
外电路：流入P区的ຫໍສະໝຸດ 流IF二、杂质半导体硼（3价）
本征半导体（4价） 磷（5价）
P型(空穴)半导体
N型(电子)半导体
正离子 负离子 空穴 自由电子
多子：空穴 少子：自由电子 多子：自由电子 少子：空穴
均匀分布负离子
均匀分布正离子
第7页/共17页
3.1 半导体
复习
二、杂质半导体
硼（3价）
本征半导体（4价） 磷（5价）
P型(空穴)半导体
3.1 半导体
一、本征半导体
定义：化学成分纯净、物理结构完整（单晶体形态）。
1. 原子结构：以Si,Ge为例
Si
G
e
4价元素，4个价电子。
第3页/共17页
一、本征半导体
2.共价键
3.1 半导体
共价键结构平面示意图
V- I 特性表达式
得到：
第15页/共17页
二、 PN结的单向导电性
3.2 PN结
4. PN结的电容效应
• 扩散电容CD（正偏） • 势垒电容CB （反偏）
第16页/共17页
感谢您的观看！
形成内电场ε0 (N →P)
促使少子漂移阻止多子扩散
扩散
=
漂移(动态平衡)
稳定的空间电荷区称为PN结
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3.2 PN结
二、 PN结的单向导电性
1.PN结加正向电压(正偏)
EF
ε0
内电场:ε0 →ε0-EF
多子扩散 >> 少子漂移
扩散电流 >> 漂移电流
IF
外电路：流入P区的ຫໍສະໝຸດ 流IF二、杂质半导体硼（3价）
本征半导体（4价） 磷（5价）
P型(空穴)半导体
N型(电子)半导体
正离子 负离子 空穴 自由电子
多子：空穴 少子：自由电子 多子：自由电子 少子：空穴
均匀分布负离子
均匀分布正离子
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3.1 半导体
复习
二、杂质半导体
硼（3价）
本征半导体（4价） 磷（5价）
P型(空穴)半导体
3.1 半导体
一、本征半导体
定义：化学成分纯净、物理结构完整（单晶体形态）。
1. 原子结构：以Si,Ge为例
Si
G
e
4价元素，4个价电子。
第3页/共17页
一、本征半导体
2.共价键
3.1 半导体
共价键结构平面示意图
模电康华光课件ppt
第一章 半导体二极管和三极管
本章主要内容：半导体基础知识；半导体
二极管；晶体三极管；场效应管
重点掌握：1.半导体器件的外特性； 2.器件的主要参数
§1 半导体基础知识
一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电容效应
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
问题：杂质半导体为何呈现电中性?
• N型：自由电子数目=空穴数目+正离子数目 P型：空穴数目=自由电子数目+负离子数 目
三、PN结的形成及其单向导电性
• 按一定的制造工艺，将P、N型半导体制作 在同一块硅片上，其界面形成PN结、
1.PN结的形成：
物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气 体、液体、固体均有之。
电位V
势垒 UO
硅 0.5V 锗 0.1V
V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
P区空穴 浓度远高 于N区。
N区自由电 子浓度远高
于P区。
扩散运动
扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场。
PN 结的形成
由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成 内电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P 区、自由电子从P区向N 区运动。
3、本征半导体中的两种载流子
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。
两种载流子
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
本章主要内容：半导体基础知识；半导体
二极管；晶体三极管；场效应管
重点掌握：1.半导体器件的外特性； 2.器件的主要参数
§1 半导体基础知识
一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电容效应
一、本征半导体
1、什么是半导体？什么是本征半导体？
问题：杂质半导体为何呈现电中性?
• N型：自由电子数目=空穴数目+正离子数目 P型：空穴数目=自由电子数目+负离子数 目
三、PN结的形成及其单向导电性
• 按一定的制造工艺，将P、N型半导体制作 在同一块硅片上，其界面形成PN结、
1.PN结的形成：
物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气 体、液体、固体均有之。
电位V
势垒 UO
硅 0.5V 锗 0.1V
V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
P区空穴 浓度远高 于N区。
N区自由电 子浓度远高
于P区。
扩散运动
扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场。
PN 结的形成
由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成 内电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P 区、自由电子从P区向N 区运动。
3、本征半导体中的两种载流子
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。
两种载流子
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
模电第一章二极管精选文档PPT课件
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －－
++ ++
－ － － －正向电流 + + + +
－ － －－ ++ + +
内电场 E
EW
R
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(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。 外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动＞扩散运动
→少子漂移形成反向电流I R (reverse current)
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 杂质半导体的的简化表示法 12
三. PN结及其单向导电性
1 . PN结的形成
PN结合 因多子浓度差 多子的扩散 空间电荷区
形成内电场 阻止多子扩散，促使少子漂移。 内电场E
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －－ + + + +
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
－ － －－
模拟电子技术绪论.ppt
+3 +4
－ － －－
+4 +4
－ － －－ 受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 10
杂质半导体的示意图
多子—空穴
多子—电子
P型半导体
N型半导体
－ － －－
++ + +
－ － －－
++ + +
半导体二极管及其基本电路ppt课件
二者产生的电流大小相等，方向相反。因此，在相对
平衡时，流过PN结的电流为0。
空穴空间电荷区ຫໍສະໝຸດ 耗尽层电子P区内电场
N区
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PN结的形成
对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形 成的空间电荷区称为PN结。在空间电荷区，由于缺少 多子，所以也称耗尽层。由于耗尽层的存在，PN结的 电阻很大。
不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电。
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3. 电子与空穴
当导体处于热 力 学 温 度 0K 时 ，
自由电子
空穴
束缚电子
导体中没有自由电
子。当温度升高或
共
受到光的照射时， 价电子能量增高，
+4
+4
价
键
有的价电子可以挣
脱原子核的束缚，
而参与导电，成为
+4
+4
自由电子。 这一现象称为本征激发，也称热激发。
第二章 半导体二极管及其基本电路
半导体基本知识 PN结及其特性 半导体二极管特性及其应用 稳压二极管
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§2.1 半导体基础知识
2.1.1 概念
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。
1. 导体：容易导电的物体。如：铁、铜等
2. 绝缘体：几乎不导电的物体。 如：橡胶等
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2.1.3 杂质半导体
(1) N型半导体 (2) P型半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可 使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是 三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半 导体。
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