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1、江西航空职业技术学院观摩课,电子技术第十四章 半导体二极管 电信系 贺国灿 班级：101151,14.1 半导体的基础知识,上期回顾,半导体定义、材料半导体导电性本征半导体杂质半导体：P型、N型,复习小题,半导体定义：导电能力介于导体和绝缘体之间,14.1 半导体的导电特性,半导体材料：硅Si 锗Ge,它们为什么可以成为半导体呢？嚎,14.1 半导体的基础知识,半导体的导电特性：,PS：半导体硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。,14.1 半导体的基础知识,14.1.1 本征半导体,定义：化学成分完全纯净的半导体制成单晶体结构。共价键结构,14.1 半导体的基础知识,本征半导体的导电机
2、理：温度为0度，无自由电子，不导电 常温时，少数自由电子本征激发,+4,+4,+4,+4,本征半导体中有两种载流子：自由电子和空穴，二者总是成对出现,温度越高，载流子的浓度越高，本征半导体的导电能力越强,14.1 半导体的基础知识,14.1.2 杂质半导体,本征半导体特点？,电子浓度=空穴浓度；载流子少，导电性差，温度稳定性差！,N型半导体P型半导体,在本征半导体中掺入微量元素杂质半导体,14.1 半导体的基础知识,N型半导体,掺 杂：掺入少量五价杂质元素（如：磷）,多余电子,磷原子,特 点：多数载流子：自由电子（主要由杂质原子提供）少数载流子：空穴（由本征激发形成）,14.1 半导体的基础知
3、识,P型半导体,掺 杂：掺入少量三价杂质元素（如：硼）,特 点：多数载流子：空穴（主要由杂质原子提供）少数载流子：自由电子（由本征激发形成）,硼原子,多余空穴,14.1 半导体的基础知识,杂质半导体的示意表示法,无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。,复习小结,1、半导体的导电能力与、和 有关。2、本征半导体的导电能力主要由决定；杂质半导体的导电能力主要由决定。3、P型半导体中是多子，是少子。N型半导体中是多子，是少子。,温度,掺杂浓度,空穴,自由电子,自由电子,空穴,温度,光强,杂质浓度,半导体在电路中如何应用呢？,14.1 半导体的基础知识,14.3 半导体二极管,重点掌握基本概念
4、及器件的外特性,14.2 PN结的特点,主要内容,P型半导体,N型半导体,14.2 PN结,PN结的结构,14.2 PN结的特点,PN结的单向导电性,(1)PN结加正向电压（正向偏置）,PN 结变窄,P接正、N接负,I,PN 结加正向电压时，正向电流较大，PN结导通。,14.2 PN结的特点,(2)PN结加反向电压（反向偏置）,P接负、N接正,14.2 PN结的特点,14.2 PN结的特点,PN 结变宽,P接负、N接正,PN 结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。,PN结特点：正向导通，反向截止,(2)PN结加反向电压（反向偏置）,结构：类型：符号：,14
5、.3 半导体二极管,PN结+引线+管壳=,二极管,点接触型、面接触型和平面型,14.3 半导体二极管,特点：,14.3 半导体二极管,如何判别正负极：,单向导电性,14.3 半导体二极管,理想状态下：,14.3 半导体二极管,I=1A,I=0,硅管0.5V,锗管0.1V。,反向击穿电压U(BR),导通压降,外加电压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,实际条件下：伏安特性,硅0.60.8V锗0.10.3V,死区电压,反向电流在一定电压范围内保持常数。,14.3 半导体二极管,二极管主要参数,1.最大整流电流 IF,二极管长期工作时
6、，允许流过二极管的最大正向平均电流。几mA到几百安培,2.反向工作峰值电压UR,保证二极管不被击穿允许外加的最大反向电压。通常为U(BR)的一半。,3.反向电流IR,指二极管未击穿时的反向电流。愈小愈好。一般几纳安到几微安。,4.最高工作频率fM:其值主要决定于PN结结电容的大小。结电容愈大，则fM愈低。,14.3 半导体二极管,那二极管在电路当中有什么作用呢,ui 8V，二极管导通，可看作短路 uo=8V ui 8V，二极管截止，可看作开路 uo=ui,已知：二极管是理想的，试画出 uo 波形。,8V,例1：,参考点,二极管阴极电位为 8 V,14.3 半导体二极管,14.3 半导体二极管,例2：,已知：如图VA=5VVB=3V,求输出端Y的电压Vy及电流I,A端电位比B端电位高，故DA优先导通，此时Vy为5V。VyVB,故DB被反向截止 故Vy=5V I=0.5A,二极管的用途：整流、检波、限幅、钳位、开关、元件保护等。,定性分析：判断二极管的工作状态,导通截止,若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。,14.3 半导体二极管,小结,你想知道二极管重要家族成员吗？,14.3 半导体二极管,半导体（硅，锗）,本征半导体 杂质半导体（P、N型）,拓展,CLASS OVER,THANKS EVERYBODY,作业P12 3.7 3.8,
