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第1页，共32页，编辑于2022年，星期五 7-1. 半导体的导电特性 7-2. 半导体二极管 7-3. 稳压管 7-4. 半导体三极管 第2页，共32页，编辑于2022年，星期五 导体、半导体和绝缘体 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。 半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 § 7-1. 半导体的导电特性 第3页，共32页，编辑于2022年，星期五 完全纯净、具有晶体结构的半导体 一、本征半导体 最常用的半导体为硅(Si)和锗(Ge)。它们的共同特征是四价元素，每个原子最外层电子数为 4 。 + + Si Ge 第4页，共32页，编辑于2022年，星期五 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。 掺入五价元素 Si Si Si Si p+ 多余电子 磷原子 在常温下即可变为自由电子 失去一个电子变为正离子 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N 型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 二. N型半导体和P型半导体 第5页，共32页，编辑于2022年，星期五 三、PN结的形成 P N 空间电荷区 P区 N区 多数载流子将扩散形成耗尽层； 耗尽了载流子的交界处留下不可移动的离子形成空间电荷区；（内电场） 一块晶片的两边分别为P型半导体和N型半导体。 内电场阻碍了多子的继续扩散。 第6页，共32页，编辑于2022年，星期五 多子的扩散运动 内电场 少子的漂移运动 浓度差 P 型半导体 N 型半导体 内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。 扩散的结果使空间电荷区变宽。 空间电荷区也称 PN 结 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。 － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + － － － － － － － － 形成空间电荷区 一、PN结的形成 第7页，共32页，编辑于2022年，星期五 1. PN 结加正向电压（正向偏置） PN 结变窄 P接正、N接负 外电场 IF 内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。 PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。 内电场 P N － － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + – 第8页，共32页，编辑于2022年，星期五 2. PN 结加反向电压（反向偏置） 外电场 P接负、N接正 内电场 P N + + + － － － － － － + + + + + + + + + － － － － － － － － － + + + + + + － － － – + 第9页，共32页，编辑于2022年，星期五 1. 点接触型 2.面接触型 结面积小、结电容小、正向电流小。用于检波和变频等高频电路。 结面积大、正向电流大、结电容大，用于工频大电流整流电路。 3. 平面型 用于集成电路制作工艺中。PN结结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。 § 7-2. 半导体二极管 一、 二极管的结构和分类 二极管的电路符号： P N 第10页，共32页，编辑于2022年，星期五 阴极引线 阳极引线 二氧化硅保护层 P 型硅 N 型硅 平面型 金属触丝 阳极引线 N 型锗片 阴极引线 外壳 点接触型 铝合金小球 N 型硅 阳极引线 PN 结 金锑合金 底座 阴极引线 面接触型 半导体二极管的结构和符号 二极管的结构示意图 阴极 阳极 符号 D 第11页，共32页，编辑于2022年，星期五 二、二极管的伏安特性 硅管0.5V, 锗管0.1V。 反向击穿 电压U(BR) 导通压降 外加电压大于死区电压二极管才能导通。 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。 正向特性 反向特性 特点：非线性 硅0.6~0.8V锗0.2~0.3V U I 死区电压 P N + – P N – + 反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。 第12页，共32页，编辑于2022年，星期五 二极管的单向导电性 1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负 ）时， 二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。