晶體二極管課件

第二節(jié)晶體二極管PN結(jié)及其導電性漂移運動：在電場作用引起的載流子的運動稱為漂移運動。

首先來看兩個重要的概念：擴散運動：由載流子濃度差引起的載流子的運動稱為擴散運動。PN結(jié)的形成在一塊晶片的兩端分別注入三價元素硼和五價元素磷++++++++++++++++－－－－－－－－－－－－－－－－P區(qū)N區(qū)空間電荷區(qū)內(nèi)電場

因兩種半導體中載流子的種類和濃度的差異

多數(shù)載流子的擴散運動（P型半導體中的多子空穴和N型半導體中的多子電子發(fā)生擴散）多子在交界處被中和而形成空間電荷區(qū)（PN結(jié)）PN結(jié)的形成利用摻雜工藝，把P型半導體和N型半導體在原子級上緊密結(jié)合。PN結(jié)形成的物理過程:因多子濃度差產(chǎn)生空間電荷區(qū)引起多子擴散出現(xiàn)內(nèi)建電場阻止多子擴散利于少子漂移最終達動態(tài)平衡P型摻雜N型E內(nèi)PN結(jié)的特性

PN結(jié)的基本特性為單向?qū)щ娦裕凑驅(qū)?，反向截止）；除了單向?qū)щ娦酝膺€有反向擊穿特性、溫度特性、電容特性。

正偏：是正向偏置的簡稱，正向偏置是指給PN結(jié)的P端接電源的“+”極，N端接電源的“-”極的一種接法。而PN結(jié)的正偏特性就是給PN結(jié)加正偏電壓時所表現(xiàn)出的特性。

反偏：是反向偏置的簡稱，反向偏置是指給PN結(jié)的P端接電源的“-”極，N端接電源的“+”極的一種接法。而PN結(jié)的反偏特性就是給PN結(jié)加反偏電壓時所表現(xiàn)出的特性。PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕凑驅(qū)?，反向截止）一、正偏特性E外IPN結(jié)正偏阻擋層變薄內(nèi)建電場減弱多子擴散>>少子漂移多子擴散形成較大的正向電流IPN結(jié)導通電壓V電流IPN結(jié)呈小電阻特性，理想情況下相當于開關(guān)閉合。二、反偏特性E外PN結(jié)反偏阻擋層變寬內(nèi)建電場增強少子漂移>>多子擴散少子漂移形成微小的反向電流ISPN結(jié)截止IS與V近似無關(guān)。溫度T電流ISISPN結(jié)呈大電阻特性，理想情況下相當于開關(guān)斷開。正向特性O(shè)A段：稱為死區(qū)在正向特性的起始部分，由于正向電壓較小，外電場還不足以克服內(nèi)電場對多子擴散的阻力，PN結(jié)仍處于截止狀態(tài)，正向電流非常小，幾乎為零，OA段的電壓稱為死區(qū)電壓，其大小隨管子的材料和溫度不同而改變。一般硅管為0.5V,鍺管為0.2V。反向特性O(shè)C段：稱為反向截止區(qū)

當二極管兩端加反向電壓時，PN結(jié)處于截止狀態(tài)，反向電流很小，這個區(qū)域稱為反向截至區(qū)。反向電壓增加時，反向電流幾乎不變，這個電流稱為反向飽和電流（反向漏電流）。

反向飽和電流是衡量二極管質(zhì)量優(yōu)劣的重要參數(shù)，其值越小，二極管質(zhì)量越好。二極管主要參數(shù)選擇使用二極管的重要依據(jù)：最大整流電流IF和最高反向工作電壓UR兩個參數(shù)最大整流電流反向漏電流最高反向工作電壓反向擊穿電壓最高工作頻率用萬用表檢測二極管在R100或

R1k擋測量紅表筆是(表內(nèi)電源)負極，黑表筆是(表內(nèi)電源)正極。

一般硅管正向電阻為幾千歐，鍺管正向電阻為幾百歐；反向電阻為幾百千歐。正反向電阻相差不大為劣質(zhì)管。正反向電阻都是無窮大或零則二極管內(nèi)部斷路或短路。1k0001.本征半導體熱激發(fā)時的兩種載流子分別是

、。2.N型半導體多數(shù)載流子是

，少數(shù)載流子是

。

P型半導體多數(shù)載流子是

，少數(shù)載流子是

。在常溫下硅二極管的開啟電壓約為

V,導通后的正向壓降為

,在常溫下鍺二極管的開啟電壓約為

V,導通后的正向壓降為

,當PN結(jié)外加正向電壓時,擴散電流

漂移電流,耗盡層

;當PN結(jié)外加反向電壓時,擴散電流

漂移電流,耗盡層

;A.大于B.小于C.等于D.變寬E.變窄F.不變習題5、在N型半導體中如果摻入足夠量的三價元素，可將其改型為P型半導體6、因為N型半導體的多子是自由電子，所以它帶負電7、PN結(jié)在無光照、無外加電壓時，結(jié)電流為零1、在本征半導體中摻入三價元素后的半導體稱為（A、本征半導體B、P型半導體C、N型半導體）2、N型半導體中少數(shù)載流子為（A、自由電子B、空穴C、帶正電的雜質(zhì)離子）3、P型半導體是（A、帶正電B、帶負電C、中性）4、PN結(jié)加正向電壓時，其正向電流是（A、多數(shù)載流子擴散形成的B、多數(shù)載流子漂移形成的C、少數(shù)載流子漂移形成的）BBCA8、穩(wěn)壓二極管是利用PN結(jié)的（A、單向?qū)щ娦訠、反向擊穿特性C、反向特性）B習題二極管電路分析定性分析:判斷二極管的工作狀態(tài):導通和截止。若二極管是理想的,正向?qū)〞r正向管壓降為零,反向截止時二極管相當于斷開。否則,正向管壓降:硅(0.6-0.7V),鍺(0.2-0.3V)分析方法:將二極管斷開,分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負。若V陽>V陰或UD為正(正向偏置),二極管導通。若V陽<V陰或UD為負(反向偏置),二極管截止。6v12v3K+-uAO(d)VD1VD215v12v3K+-uAO(c)VD1VD2VD1=12vVD2=-15+12=-3vD1通,D2截止UAO=0V3v12v3K+-uAO(c)VD1VD2優(yōu)先導通，另一重新判斷思考題:VD1=-12vVD2=-12+6=-6vD1,