半導(dǎo)體及其應(yīng)用

1、第一章 半導(dǎo)體二極管將其應(yīng)用一、概念及知識(shí)點(diǎn)1、半導(dǎo)體既不是良導(dǎo)體，又不是絕緣體，有何用？（1）半導(dǎo)體在光照、射線等作用下，導(dǎo)電能力增強(qiáng)，可制成光敏器件；（2）半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與溫度有關(guān)，利用這個(gè)特性可制成熱敏管；（3）尤其是半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與摻雜有極大的關(guān)系，極少量摻雜就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性大大增強(qiáng)，利用這一點(diǎn)可制成各種半導(dǎo)體器件。2、本征半導(dǎo)體即純凈的半導(dǎo)體，例如硅（四價(jià)）或鍺（四價(jià)）（1）由于最外層為四個(gè)價(jià)電子，可組成8個(gè)價(jià)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；（2）在溫度（或射線）的作用下，個(gè)別價(jià)電子獲得能量掙脫原子核的束縛，變成自由電子，使得原來的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)少了一個(gè)電子，形成空穴；（3）空穴和自由電子成對(duì)產(chǎn)生

2、，因此本征半導(dǎo)體呈電中性；（4）由于空穴電子對(duì)數(shù)目很小，它僅與溫度有關(guān)，所以本征半導(dǎo)體可以認(rèn)為是不能導(dǎo)電的。3、摻雜半導(dǎo)體（1）N型半導(dǎo)體多子為電子，少子為空穴，還有不能移動(dòng)的正離子整體呈電中性。（2）P型半導(dǎo)體多子為空穴，少子為電子，還有不能移動(dòng)的負(fù)離子整體呈電中性。4、PN結(jié)在一個(gè)N型半導(dǎo)體中摻雜三價(jià)雜質(zhì)元素，使一部分成為P型半導(dǎo)體，就會(huì)有下列運(yùn)動(dòng)：（1）N區(qū)的多子向P區(qū)擴(kuò)散，在交界處留下不能移動(dòng)的正離子；（2）P區(qū)的多子向N區(qū)擴(kuò)散，在交界處留下不能移動(dòng)的負(fù)離子；（3）擴(kuò)散使得交界處形成一個(gè)勢(shì)壘，由于勢(shì)壘的作用使少子產(chǎn)生漂移，即N區(qū)的空穴向P區(qū)移動(dòng)，P區(qū)的電子向N區(qū)移動(dòng)。（4）當(dāng) 多子擴(kuò)散

3、=少子漂移 動(dòng)態(tài)平衡后，PN結(jié)形成。5、PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴N結(jié)外加正偏電壓，削弱PN結(jié)中產(chǎn)生的內(nèi)電場(chǎng)，有利于多子擴(kuò)散，大量多子通過PN結(jié)形成大電流，PN結(jié)呈低阻導(dǎo)通狀態(tài)；PN結(jié)外加反偏電壓，增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)，有利于少子漂移不利于多子擴(kuò)散，PN結(jié)呈高阻截止?fàn)顟B(tài)。少子漂移形成反向飽和電流，反向電流與反向電壓幾乎無關(guān)（因?yàn)樯僮訚舛戎饕c溫度有關(guān)）。6、二極管伏安特性： 正向特性：非線性，整個(gè)正向特性曲線近似地呈現(xiàn)為指數(shù)形式 有死區(qū)，死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.1V 有壓降，管壓降，硅管0.7V，鍺管0.2V 反向特性：當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，反向電流急劇增大，二極管擊穿。圖1-17、溫度對(duì)二極管伏安特性曲

4、線的影響：溫度升高，正向曲線左移，意味著死區(qū)變小，即溫度升高1，正向電壓下降22.5mv；在同樣的正向電壓下，反向飽和電流id增大，反向曲線下移，則Is增大，擊穿電壓向右移，即溫度升高擊穿電壓變小。二、例題1、求圖1-2的輸出電壓UAB圖1-2解：（a）將二極管斷開，求二極管兩端將承受的電壓：。將二極管接入電路，則二極管反向截止。所以電路斷開，電阻上沒有電流，； （b）將二極管斷開，求二極管兩端將承受的電壓：。將二極管接入電路，則二極管正向?qū)?，則；（c）將二極管斷開，分別求它們兩端將承受的電壓：，。將二極管接入電路，則二極管正向?qū)?，二極管反向截止，則。 （d）將二極管斷開，分別求它們兩端將承受的電壓：，。將二極管接入電路，因?yàn)槎O管上承受的正向電壓比上的高，所以優(yōu)先導(dǎo)通。此時(shí)上的電壓為，承受反向電壓，截止。 3、求圖1-3的輸出電壓UAB，其中，。圖1-3解：（a）將穩(wěn)壓管斷開，AB兩端的電壓為：，將接入電路，則兩管都承受反向壓降，處于穩(wěn)壓狀態(tài)，因此。（b）將穩(wěn)壓管斷開，AB兩端的電壓為：，將接入電路，則兩管都承受反向壓降，但優(yōu)先被擊穿，因此。（c）將穩(wěn)壓管斷開，AB兩端的電壓為：，將接入電路，則承受反向壓降，處于穩(wěn)壓狀態(tài)；承受正向壓降，處于