1、二極管單向?qū)щ娫淼?頁，共12頁。 完全純凈的、不含其他雜質(zhì)且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。常用的半導體材料是硅和鍺, 它們都是四價元素。將材料提純便形成單晶體，它的原子結(jié)構(gòu)為共價鍵結(jié)構(gòu)。當溫度 T = 0 K 時，半導體不導電，如同絕緣體。1.結(jié)構(gòu)SiSiSiSi共價鍵價電子一、本征半導體第2頁，共12頁。 若T ，將有少數(shù)價電子克服共價鍵的束縛成為自由電子， 在原來的共價鍵中留下一個空位空穴。2.載流子半導體中存在兩種載流子：帶負電的自由電子；帶正電的空穴。自由電子與空穴是同時成對產(chǎn)生的,兩種載流子的濃度相等。ni=pi本征激發(fā)復合動態(tài)平衡本征半導體中：空穴SiSiSiSi自由電子第3頁，共12

2、頁。摻入雜質(zhì)的半導體：N 型半導體P 型半導體SiSiP+Si多余電子Si（+4）+硼原子（+3）Si（+4）+磷原子（+5）空穴數(shù)量自由電子導電能力SiSiSiB+3空穴二、雜質(zhì)半導體第4頁，共12頁。1、 N 型半導體(Negative)（電子型半導體）半導體中摻入五價元素構(gòu)成.多子：自由電子少子：空穴五價：磷、銻、砷2、 P 型半導體(Positive)半導體中摻入三價元素構(gòu)成.多子：空穴少子：自由電子（空穴半導體）三價：硼、鎵、銦5 價雜質(zhì)原子稱為施主原子。3 價雜質(zhì)原子稱為受主原子。第5頁，共12頁。說明：1. 摻入雜質(zhì)的濃度決定多數(shù)載流子濃度；溫度決定少數(shù)載流子的濃度。3. 雜質(zhì)半

3、導體總體上保持電中性。2. 雜質(zhì)半導體載流子的數(shù)目要遠遠高于本征半導體，因而其 導電能力大大改善。P型半導體：空穴=自由電子+負離子數(shù)N型半導體：自由電子=空穴+正離子數(shù)4. 雜質(zhì)半導體的表示方法如下圖所示。(a) N 型半導體(b) P 型半導體第6頁，共12頁。1.2 PN 結(jié) 在一塊半導體單晶上一側(cè)摻雜成為P型半導體,另一側(cè)摻雜成為N 型半導體,兩個區(qū)域的交界處就形成了一個特殊的薄層,稱為PN 結(jié)。 PNPN結(jié)一、PN 結(jié)的形成第7頁，共12頁。 PN 結(jié)中載流子的運動耗盡層空間電荷區(qū)PN1. 擴散運動2. 擴散運動形成空間電荷區(qū)電子和空穴濃度差形成多數(shù)載流子的擴散運動。 PN 結(jié)，耗盡

4、層。PN8第8頁，共12頁。3. 空間電荷區(qū)產(chǎn)生內(nèi)電場PN空間電荷區(qū)內(nèi)電場Uho空間電荷區(qū)正負離子之間電位差 Uho 電位壁壘；N區(qū)到P區(qū) 內(nèi)電場；內(nèi)電場阻止多子的擴散 阻擋層。4. 漂移運動內(nèi)電場有利于少子運動漂移。 阻擋層9第9頁，共12頁。5. 擴散與漂移的動態(tài)平衡擴散運動使空間電荷區(qū)增大；隨著內(nèi)電場的增強，漂移運動逐漸增加；當擴散電流與漂移電流相等時，PN 結(jié)總的電流等于零，空間電荷區(qū)的寬度達到穩(wěn)定。即擴散運動與漂移運動達到動態(tài)平衡。第10頁，共12頁。二、 PN 結(jié)的單向?qū)щ娦?. PN結(jié) 外加正向電壓時又稱正向偏置，簡稱正偏。外電場方向內(nèi)電場方向耗盡層VRI空間電荷區(qū)變窄，有利于擴散運動，電路中有較大的正向電流。PN什么是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?？有什么作用?1限流電阻處于導通狀態(tài)第11頁，共12頁。2. PN 結(jié)外加反向電壓時12耗盡層PN外電場方向內(nèi)電場方向VRIS反向接法:外電場與內(nèi)電場方向一致，增強了內(nèi)電場的作用；外電場使空間電荷區(qū)變寬；漂移擴散