《半導(dǎo)體及二極管》教學(xué)課件

《半導(dǎo)體及二極管》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！《半導(dǎo)體及二極管》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用基本要求2.1掌握二極管和穩(wěn)壓管特性、參數(shù)2.2了解載流子，擴(kuò)散，漂移；PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦曰疽?.1掌握二極管和穩(wěn)壓管特性、參數(shù)2.1半導(dǎo)體特性何謂半導(dǎo)體物體分類導(dǎo)體如：金屬絕緣體如：橡膠、云母、塑料等?！獙?dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。半導(dǎo)體

半導(dǎo)體特性摻入雜質(zhì)則導(dǎo)電率增加幾百倍摻雜特性半導(dǎo)體器件溫度增加使導(dǎo)電率大為增加熱敏特性熱敏器件光照不僅使導(dǎo)電率大為增加還可以產(chǎn)生電動勢光敏特性光敏器件光電器件常用的半導(dǎo)體材料有：元素半導(dǎo)體：硅〔Si〕、鍺〔Ge〕化合物半導(dǎo)體：砷化鎵〔GaAs〕摻雜材料：硼(B)、銦(In)；磷(P)、銻(Sb)。2.1半導(dǎo)體特性何謂半導(dǎo)體物體分類導(dǎo)體如：金屬絕緣2.1.1本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體完全純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。常用的本征半導(dǎo)體Si+14284Ge+3228184+42.1.1本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體完全純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶共價(jià)鍵內(nèi)的電子稱為束縛電子價(jià)帶導(dǎo)帶掙脫原子核束縛的電子稱為自由電子價(jià)帶中留下的空位稱為空穴禁帶EG外電場E自由電子定向移動形成電子流束縛電子填補(bǔ)空穴的定向移動形成空穴流本征半導(dǎo)體兩種載流子動畫一共價(jià)鍵內(nèi)的電子價(jià)帶導(dǎo)帶掙脫原子核束縛的電子價(jià)帶中留下的空位禁1.本征半導(dǎo)體中有兩種載流子—自由電子和空穴2.在外電場的作用下，產(chǎn)生電流—電子流和空穴流電子流自由電子作定向運(yùn)動形成的與外電場方向相反自由電子始終在導(dǎo)帶內(nèi)運(yùn)動空穴流價(jià)電子遞補(bǔ)空穴形成的與外電場方向相同始終在價(jià)帶內(nèi)運(yùn)動本征半導(dǎo)體空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體區(qū)別于導(dǎo)體的一個重要特點(diǎn)。

用空穴移動產(chǎn)生的電流代表束縛電子移動產(chǎn)生的電流電子濃度ni=空穴濃度pi1.本征半導(dǎo)體中有兩種載流子—自由電子和空穴2.在外電2.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體。摻雜后半導(dǎo)體的導(dǎo)電率大為提高摻入三價(jià)元素如B、Al、In等，形成P型半導(dǎo)體，也稱空穴型半導(dǎo)體摻入五價(jià)元素如P、Sb等，形成N型半導(dǎo)體，也稱電子型半導(dǎo)體2.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體。摻入三雜質(zhì)半導(dǎo)體

N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素如P。價(jià)帶導(dǎo)帶+++++++施主能級自由電子是多子空穴是少子雜質(zhì)原子提供由熱激發(fā)形成由于五價(jià)元素很容易貢獻(xiàn)電子，因此將其稱為施主雜質(zhì)。施主雜質(zhì)因提供自由電子而帶正電荷成為正離子雜質(zhì)半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素如P。價(jià)雜質(zhì)半導(dǎo)體

P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素如B。價(jià)帶導(dǎo)帶-------受主能級自由電子是少子空穴是多子雜質(zhì)原子提供由熱激發(fā)形成因留下的空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。雜質(zhì)半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素如B。價(jià)

2.1.3PN結(jié)的形成P區(qū)N區(qū)擴(kuò)散運(yùn)動載流子從濃度大向濃度小的區(qū)域擴(kuò)散,稱擴(kuò)散運(yùn)動形成的電流成為擴(kuò)散電流內(nèi)電場內(nèi)電場阻礙多子向?qū)Ψ降臄U(kuò)散即阻礙擴(kuò)散運(yùn)動同時促進(jìn)少子向?qū)Ψ狡萍创龠M(jìn)了漂移運(yùn)動擴(kuò)散運(yùn)動=漂移運(yùn)動時達(dá)到動態(tài)平衡2.1.3PN結(jié)的形成P區(qū)N區(qū)擴(kuò)散運(yùn)動載流子從濃度大向濃內(nèi)電場阻止多子擴(kuò)散

因濃度差多子的擴(kuò)散運(yùn)動由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場內(nèi)電場促使少子漂移擴(kuò)散運(yùn)動多子從濃度大向濃度小的區(qū)域擴(kuò)散,稱擴(kuò)散運(yùn)動擴(kuò)散運(yùn)動產(chǎn)生擴(kuò)散電流漂移運(yùn)動少子向?qū)Ψ狡?稱漂移運(yùn)動漂移運(yùn)動產(chǎn)生漂移電流。動態(tài)平衡擴(kuò)散電流=漂移電流，PN結(jié)內(nèi)總電流=0。PN結(jié)穩(wěn)定的空間電荷區(qū)又稱高阻區(qū)也稱耗盡層PN結(jié)的形成動畫二內(nèi)電場阻止多子擴(kuò)散因濃度差多子的擴(kuò)散運(yùn)動由雜質(zhì)VPN結(jié)的接觸電位

內(nèi)電場的建立，使PN結(jié)中產(chǎn)生電位差。從而形成接觸電位V

接觸電位V決定于材料及摻雜濃度硅：V=0.7鍺：V=0.2VPN結(jié)的接觸電位內(nèi)電場的建立，使PN結(jié)中2.1.4PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加正向電壓時的導(dǎo)電情況外電場方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相反，削弱了內(nèi)電場。于是內(nèi)電場對多子擴(kuò)散運(yùn)動的阻礙減弱，擴(kuò)散電流加大。擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響。PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性。P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱為加正向電壓，簡稱正偏；內(nèi)外2.1.4PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加正向電壓時的導(dǎo)電PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加反向電壓時的導(dǎo)電情況外電場與PN結(jié)內(nèi)電場方向相同，增強(qiáng)內(nèi)電場。內(nèi)電場對多子擴(kuò)散運(yùn)動阻礙增強(qiáng)，擴(kuò)散電流大大減小。少子在內(nèi)電場的作用下形成的漂移電流加大。此時PN結(jié)區(qū)少子漂移電流大于擴(kuò)散電流，可忽略擴(kuò)散電流。PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性P區(qū)的電位低于N區(qū)的電位，稱為加反向電壓，簡稱反偏；內(nèi)外PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加反向電壓時的導(dǎo)電情況外電由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加正向電壓時，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；PN結(jié)加反向電壓時，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。PN結(jié)的單向?qū)щ娦詣赢嬋纱丝梢缘贸鼋Y(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加正向電壓時，2.2半導(dǎo)體二極管

2.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)

2.2.2二極管的伏安特性

2.2.3二極管的參數(shù)2.2半導(dǎo)體二極管2.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)2.

2.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)

在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。(1)點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(a)點(diǎn)接觸型

二極管的結(jié)構(gòu)示意圖2.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)在PN結(jié)上(3)平面型二極管往往用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。(2)面接觸型二極管PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(b)面接觸型(c)平面型(4)二極管的代表符號(3)平面型二極管往往用于集成電路制晶體二極管1.正向起始部分存在一個死區(qū)或門坎，稱為門限電壓。硅：Vr=0.5-0.6v;鍺：Vr=0.1-0.2v2.加反向電壓時，反向電流很小即Is硅(nA)<Is鍺(A)

硅管比鍺管穩(wěn)定3.當(dāng)反壓增大VB時再增加，反向電流激增，發(fā)生反向擊穿，VB稱為反向擊穿電壓。①②③二極管的伏安特性可用下式表示2.2.2二極管的伏安特性晶體二極管1.正向起始部分存在一個死區(qū)或門坎，稱為門限電壓。PN結(jié)的反向擊穿反向擊穿PN結(jié)上所加的反向電壓達(dá)到某一數(shù)值時，反向電流激增的現(xiàn)象雪崩擊穿當(dāng)反向電壓增高時，少子獲得能量高速運(yùn)動，在空間電荷區(qū)與原子發(fā)生碰撞，產(chǎn)生碰撞電離。形成連鎖反應(yīng)，象雪崩一樣，使反向電流激增。齊納擊穿當(dāng)反向電壓較大時，強(qiáng)電場直接從共價(jià)鍵中將電子拉出來，形成大量載流子,使反向電流激增。擊穿是可逆。摻雜濃度小的二極管容易發(fā)生擊穿是可逆。摻雜濃度大的二極管容易發(fā)生不可逆擊穿—熱擊穿PN結(jié)的電流或電壓較大，使PN結(jié)耗散功率超過極限值，使結(jié)溫升高，導(dǎo)致PN結(jié)過熱而燒毀PN結(jié)的反向擊穿反向擊穿PN結(jié)上所加的反向電壓達(dá)到某一數(shù)值時2.2.3二極管的參數(shù)(1)最大整流電流IF(2)反向擊穿電壓VBR和最大反向工作電壓VRM(3)反向電流IR(4)正向壓降VF(5)極間電容CB2.2.3二極管的參數(shù)(1)最大整流電流IF(2)反向二極管V-I特性的建模1.理想模型3.折線模型2.恒壓降模型正偏時導(dǎo)通，管壓降為0V;反偏時截止，電流為0。管子導(dǎo)通后,管壓降認(rèn)為是恒定的,典型值為0.7V。管壓降不是恒定的,而是隨電流的增加而增加。二極管V-I特性的建模1.理想模型3.折線模型24.小信號模型二極管工作在正向特性的某一小范圍內(nèi)時，其正向特性可以等效成一個微變電阻。即根據(jù)得Q點(diǎn)處的微變電導(dǎo)則常溫下（T=300K）二極管V-I特性的建模5.指數(shù)模型較完整且較準(zhǔn)確4.小信號模型二極管工作在正向特性的某一《半導(dǎo)體及二極管》教學(xué)課件2.3.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓特性穩(wěn)壓原理：在反向擊穿時，電流在很大范圍內(nèi)變化時，只引起很小的電壓變化。正向部分與普通二極管相同RZVZ穩(wěn)壓管穩(wěn)壓時必須工作在反向電擊穿狀態(tài)。當(dāng)反向電壓加到一定值時，反向電流急劇增加，產(chǎn)生反向擊穿。2.3.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓特性穩(wěn)壓原理：在反向擊穿時，電流在很(1)穩(wěn)定電壓VZ(2)動態(tài)電阻rZ

在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對應(yīng)的反向工作電壓。rZ=VZ/IZ(3)最大耗散功率

PZM(4)最大穩(wěn)定工作電流IZmax和最小穩(wěn)定工作電流IZmin(5)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)——VZ特性參數(shù)穩(wěn)壓二極管(1)穩(wěn)定電壓VZ(2)動態(tài)電阻rZ在規(guī)

穩(wěn)壓管工作時應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻的作用一是起限流作用，以保護(hù)穩(wěn)壓管。二是當(dāng)輸入電壓或負(fù)載電流變化時，通過電阻上壓降的變化，取出誤差信號以調(diào)節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。應(yīng)用方法穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路IZmin

≤IZ≤IZmaxVIVOIZIRVRVO穩(wěn)壓管工作時應(yīng)反接，并串入一只電阻。電阻的作用一是起《半導(dǎo)體及二極管》教學(xué)課件1、光電二極管光電二極管是有光照射時會產(chǎn)生電流的二極管。其結(jié)構(gòu)和普通的二極管基本相同它利用光電導(dǎo)效應(yīng)工作，PN結(jié)工作在反偏狀態(tài)，當(dāng)光照射在PN結(jié)上時，束縛電子獲得光能變成自由電子，產(chǎn)生電子—空穴對，在外電場的作用下形成光電流。D2.4光電子器件應(yīng)在反壓狀態(tài)工作2、發(fā)光二極管發(fā)光二極管是將電能轉(zhuǎn)換成光能的特殊半導(dǎo)體器件，它只有在加正向電壓時才發(fā)光。1、光電二極管光電二極管是有光照射時會產(chǎn)生電流的二極小結(jié)1、半導(dǎo)體中有兩種載流子：電子和空穴。載流子有兩種運(yùn)動方式：擴(kuò)散運(yùn)動和漂移運(yùn)動。

本征激發(fā)使半導(dǎo)體中產(chǎn)生電子-空穴對，但它們的數(shù)目很少，并與溫度有密切關(guān)系。2、在本征半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì),可分別形成P型和N型半導(dǎo)體,它們是各種半導(dǎo)體器件的基本材料。

3、PN結(jié)是各種半導(dǎo)體器件的基本結(jié)構(gòu)形式，如二極管由一個PN結(jié)加引線組成。因此，掌握PN結(jié)的特性對于了解和使用各種半導(dǎo)體器件有著十分重要的意義。

PN結(jié)的重要特性是單向?qū)щ娦浴?/p>

小結(jié)1、半導(dǎo)體中有兩種載流子：電子和空穴。載流4、為合理選擇和正確使用各種半導(dǎo)體器件，必須熟悉它們的參數(shù)。這些參數(shù)大至可分為兩類，一類是性能參數(shù)，如穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓VZ、穩(wěn)定電流IZ、溫度系數(shù)等；另一類是極限參數(shù)，如二極管的最大整流電流、最高反向工作電壓等。必須結(jié)合PN結(jié)特性及應(yīng)用電路，逐步領(lǐng)會這些參數(shù)的意義。5、二極管的伏安特性是非線性的，所以它是非線性器件。為分析計(jì)算電路方便，在特定條件下，常把二極管的非線性伏安特性進(jìn)行分段線性化處理，從而得到幾種簡化的模型，如理想模型、恒壓降模型、折線模型和小信號模型。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)工作條件選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ汀?/p>

小結(jié)4、為合理選擇和正確使用各種半導(dǎo)體器件，必須熟悉它們《半導(dǎo)體及二極管》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請自行刪除，謝謝！《半導(dǎo)體及二極管》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用基本要求2.1掌握二極管和穩(wěn)壓管特性、參數(shù)2.2了解載流子，擴(kuò)散，漂移；PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦曰疽?.1掌握二極管和穩(wěn)壓管特性、參數(shù)2.1半導(dǎo)體特性何謂半導(dǎo)體物體分類導(dǎo)體如：金屬絕緣體如：橡膠、云母、塑料等。—導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。半導(dǎo)體

半導(dǎo)體特性摻入雜質(zhì)則導(dǎo)電率增加幾百倍摻雜特性半導(dǎo)體器件溫度增加使導(dǎo)電率大為增加熱敏特性熱敏器件光照不僅使導(dǎo)電率大為增加還可以產(chǎn)生電動勢光敏特性光敏器件光電器件常用的半導(dǎo)體材料有：元素半導(dǎo)體：硅〔Si〕、鍺〔Ge〕化合物半導(dǎo)體：砷化鎵〔GaAs〕摻雜材料：硼(B)、銦(In)；磷(P)、銻(Sb)。2.1半導(dǎo)體特性何謂半導(dǎo)體物體分類導(dǎo)體如：金屬絕緣2.1.1本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體完全純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。常用的本征半導(dǎo)體Si+14284Ge+3228184+42.1.1本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體完全純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶共價(jià)鍵內(nèi)的電子稱為束縛電子價(jià)帶導(dǎo)帶掙脫原子核束縛的電子稱為自由電子價(jià)帶中留下的空位稱為空穴禁帶EG外電場E自由電子定向移動形成電子流束縛電子填補(bǔ)空穴的定向移動形成空穴流本征半導(dǎo)體兩種載流子動畫一共價(jià)鍵內(nèi)的電子價(jià)帶導(dǎo)帶掙脫原子核束縛的電子價(jià)帶中留下的空位禁1.本征半導(dǎo)體中有兩種載流子—自由電子和空穴2.在外電場的作用下，產(chǎn)生電流—電子流和空穴流電子流自由電子作定向運(yùn)動形成的與外電場方向相反自由電子始終在導(dǎo)帶內(nèi)運(yùn)動空穴流價(jià)電子遞補(bǔ)空穴形成的與外電場方向相同始終在價(jià)帶內(nèi)運(yùn)動本征半導(dǎo)體空穴的出現(xiàn)是半導(dǎo)體區(qū)別于導(dǎo)體的一個重要特點(diǎn)。

用空穴移動產(chǎn)生的電流代表束縛電子移動產(chǎn)生的電流電子濃度ni=空穴濃度pi1.本征半導(dǎo)體中有兩種載流子—自由電子和空穴2.在外電2.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體。摻雜后半導(dǎo)體的導(dǎo)電率大為提高摻入三價(jià)元素如B、Al、In等，形成P型半導(dǎo)體，也稱空穴型半導(dǎo)體摻入五價(jià)元素如P、Sb等，形成N型半導(dǎo)體，也稱電子型半導(dǎo)體2.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體。摻入三雜質(zhì)半導(dǎo)體

N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素如P。價(jià)帶導(dǎo)帶+++++++施主能級自由電子是多子空穴是少子雜質(zhì)原子提供由熱激發(fā)形成由于五價(jià)元素很容易貢獻(xiàn)電子，因此將其稱為施主雜質(zhì)。施主雜質(zhì)因提供自由電子而帶正電荷成為正離子雜質(zhì)半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素如P。價(jià)雜質(zhì)半導(dǎo)體

P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素如B。價(jià)帶導(dǎo)帶-------受主能級自由電子是少子空穴是多子雜質(zhì)原子提供由熱激發(fā)形成因留下的空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。雜質(zhì)半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素如B。價(jià)

2.1.3PN結(jié)的形成P區(qū)N區(qū)擴(kuò)散運(yùn)動載流子從濃度大向濃度小的區(qū)域擴(kuò)散,稱擴(kuò)散運(yùn)動形成的電流成為擴(kuò)散電流內(nèi)電場內(nèi)電場阻礙多子向?qū)Ψ降臄U(kuò)散即阻礙擴(kuò)散運(yùn)動同時促進(jìn)少子向?qū)Ψ狡萍创龠M(jìn)了漂移運(yùn)動擴(kuò)散運(yùn)動=漂移運(yùn)動時達(dá)到動態(tài)平衡2.1.3PN結(jié)的形成P區(qū)N區(qū)擴(kuò)散運(yùn)動載流子從濃度大向濃內(nèi)電場阻止多子擴(kuò)散

因濃度差多子的擴(kuò)散運(yùn)動由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場內(nèi)電場促使少子漂移擴(kuò)散運(yùn)動多子從濃度大向濃度小的區(qū)域擴(kuò)散,稱擴(kuò)散運(yùn)動擴(kuò)散運(yùn)動產(chǎn)生擴(kuò)散電流漂移運(yùn)動少子向?qū)Ψ狡?稱漂移運(yùn)動漂移運(yùn)動產(chǎn)生漂移電流。動態(tài)平衡擴(kuò)散電流=漂移電流，PN結(jié)內(nèi)總電流=0。PN結(jié)穩(wěn)定的空間電荷區(qū)又稱高阻區(qū)也稱耗盡層PN結(jié)的形成動畫二內(nèi)電場阻止多子擴(kuò)散因濃度差多子的擴(kuò)散運(yùn)動由雜質(zhì)VPN結(jié)的接觸電位

內(nèi)電場的建立，使PN結(jié)中產(chǎn)生電位差。從而形成接觸電位V

接觸電位V決定于材料及摻雜濃度硅：V=0.7鍺：V=0.2VPN結(jié)的接觸電位內(nèi)電場的建立，使PN結(jié)中2.1.4PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加正向電壓時的導(dǎo)電情況外電場方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相反，削弱了內(nèi)電場。于是內(nèi)電場對多子擴(kuò)散運(yùn)動的阻礙減弱，擴(kuò)散電流加大。擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響。PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性。P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱為加正向電壓，簡稱正偏；內(nèi)外2.1.4PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加正向電壓時的導(dǎo)電PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加反向電壓時的導(dǎo)電情況外電場與PN結(jié)內(nèi)電場方向相同，增強(qiáng)內(nèi)電場。內(nèi)電場對多子擴(kuò)散運(yùn)動阻礙增強(qiáng)，擴(kuò)散電流大大減小。少子在內(nèi)電場的作用下形成的漂移電流加大。此時PN結(jié)區(qū)少子漂移電流大于擴(kuò)散電流，可忽略擴(kuò)散電流。PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性P區(qū)的電位低于N區(qū)的電位，稱為加反向電壓，簡稱反偏；內(nèi)外PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN結(jié)加反向電壓時的導(dǎo)電情況外電由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加正向電壓時，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；PN結(jié)加反向電壓時，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。PN結(jié)的單向?qū)щ娦詣赢嬋纱丝梢缘贸鼋Y(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加正向電壓時，2.2半導(dǎo)體二極管

2.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)

2.2.2二極管的伏安特性

2.2.3二極管的參數(shù)2.2半導(dǎo)體二極管2.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)2.

2.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)

在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。(1)點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。(a)點(diǎn)接觸型

二極管的結(jié)構(gòu)示意圖2.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)在PN結(jié)上(3)平面型二極管往往用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。(2)面接觸型二極管PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(b)面接觸型(c)平面型(4)二極管的代表符號(3)平面型二極管往往用于集成電路制晶體二極管1.正向起始部分存在一個死區(qū)或門坎，稱為門限電壓。硅：Vr=0.5-0.6v;鍺：Vr=0.1-0.2v2.加反向電壓時，反向電流很小即Is硅(nA)<Is鍺(A)

硅管比鍺管穩(wěn)定3.當(dāng)反壓增大VB時再增加，反向電流激增，發(fā)生反向擊穿，VB稱為反向擊穿電壓。①②③二極管的伏安特性可用下式表示2.2.2二極管的伏安特性晶體二極管1.正向起始部分存在一個死區(qū)或門坎，稱為門限電壓。PN結(jié)的反向擊穿反向擊穿PN結(jié)上所加的反向電壓達(dá)到某一數(shù)值時，反向電流激增的現(xiàn)象雪崩擊穿當(dāng)反向電壓增高時，少子獲得能量高速運(yùn)動，在空間電荷區(qū)與原子發(fā)生碰撞，產(chǎn)生碰撞電離。形成連鎖反應(yīng)，象雪崩一樣，使反向電流激增。齊納擊穿當(dāng)反向電壓較大時，強(qiáng)電場直接從共價(jià)鍵中將電子拉出來，形成大量載流子,使反向電流激增。擊穿是可逆。摻雜濃度小的二極管容易發(fā)生擊穿是可逆。摻雜濃度大的二極管容易發(fā)生不可逆擊穿—熱擊穿PN結(jié)的電流或電壓較大，使PN結(jié)耗散功率超過極限值，使結(jié)溫升高，導(dǎo)致PN結(jié)過熱而燒毀PN結(jié)的反向擊穿反向擊穿PN結(jié)上所加的反向電壓達(dá)到某一數(shù)值時2.2.3二極管的參數(shù)(1)最大整流電流IF(2)反向擊穿電壓VBR和最大反向工作電壓VRM(3)反向電流IR(4)正向壓降VF(5)極間電容CB2.2.3二極管的參數(shù)(1)最大整流電流IF(2)反向二極管V-I特性的建模1.理想模型3.折線模型2.恒壓降模型正偏時導(dǎo)通，管壓降為0V;反偏時截止，電流為0。管子導(dǎo)通后,管壓降認(rèn)為是恒定的,典型值為0.7V。管壓降不是恒定的,而是隨電流的增加而增加。二極管V-I特性的建模1.理想模型3.折線模型24.小信號模型二極管工作在正向特性的某一小范圍內(nèi)時，其正向特性可以等效成一個微變電阻。即根據(jù)得Q點(diǎn)處的微變電導(dǎo)則常溫下（T=300K）二極管V-I特性的建模5.指數(shù)模型較完整且較準(zhǔn)確4.小信號模型二極管工作在正向特性的某一《半導(dǎo)體及二極管》教學(xué)課件2.3.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓特性穩(wěn)壓原理：在反向擊穿時，電流在很大范圍內(nèi)變化時，只引起很小的電壓變化。正向部分與普通二極管相同RZVZ穩(wěn)壓管穩(wěn)壓時必須工作在反向電擊穿狀態(tài)。當(dāng)反向電壓加到一定值時，反向電流急劇增加，產(chǎn)生反向擊穿。2.3.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓特性穩(wěn)壓原理：在反向擊穿時，電流在很(1)穩(wěn)定電壓VZ(2)動態(tài)電阻rZ

在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對應(yīng)的反向工作電壓。rZ=VZ/IZ(3)最大耗散功率

PZM(4)最大穩(wěn)定工作電流IZmax和最小穩(wěn)定工作電流IZmin(5)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)——VZ特性參數(shù)穩(wěn)壓二極管(1)穩(wěn)定電壓VZ(2)動態(tài)電阻