二極管及其基本電路節(jié)

知識點教學(xué)要求熟練掌握正確理解一般了解半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識本征半導(dǎo)體，摻雜半導(dǎo)體

√

PN結(jié)的形成

√

PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?/p>

PN結(jié)的電容效應(yīng)

√半導(dǎo)體二極管二極管的結(jié)構(gòu)及類型

√二極管的伏安特性及主要參數(shù)√√

二極管的應(yīng)用（整流、檢波和限幅等）√

3.1半導(dǎo)體的基本知識半導(dǎo)體——

導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間最常用的半導(dǎo)體材料物體根據(jù)其導(dǎo)電能力（電阻率）分半導(dǎo)體絕緣體導(dǎo)體鍺硅+14284Si硅原子結(jié)構(gòu)示意圖+322818Ge鍺原子結(jié)構(gòu)示意圖4原子結(jié)構(gòu)示意圖+4硅、鍺原子的簡化模型平面結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)+4+4+4+4+4+4+4+4+41.本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體就是完全純凈的半導(dǎo)體+4+4+4+4+4+4+4+4+4共價鍵價電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4本征半導(dǎo)體受熱或光照本征激發(fā)產(chǎn)生電子和空穴自由電子空穴+4+4+4+4+4+4+4+4+4電子空穴成對產(chǎn)生+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4電子空穴復(fù)合，成對消失電子和空穴產(chǎn)生過程動畫演示

本征激發(fā)使空穴和自由電子成對產(chǎn)生。相遇復(fù)合時，又成對消失。

小結(jié)空穴濃度（pi)=電子濃度(ni)溫度T一定時pi×ni=K(T)K(T)——與溫度有關(guān)的常數(shù)在外電場作用下+4+4+4+4+4+4+4+4+4U電子運動形成電子電流+4+4+4+4+4+4+4+4+4U+4+4+4+4+4+4+4+4+4U+4+4+4+4+4+4+4+4+4U+4+4+4+4+4+4+4+4+4U+4+4+4+4+4+4+4+4+4U+4+4+4+4+4+4+4+4+4U價電子填補空穴而使空穴移動，形成空穴電流半導(dǎo)體導(dǎo)電機理動畫演示(1)在半導(dǎo)體中有兩種載流子這就是半導(dǎo)體和金屬導(dǎo)電原理的本質(zhì)區(qū)別a.電阻率大(2)本征半導(dǎo)體的特點b.導(dǎo)電性能隨溫度變化大小結(jié)帶正電的空穴帶負(fù)電的自由電子本征半導(dǎo)體不能在半導(dǎo)體器件中直接使用2．雜質(zhì)半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體硅或鍺中摻入微量的其它適當(dāng)元素后所形成的半導(dǎo)體根據(jù)摻雜的不同，雜質(zhì)半導(dǎo)體分為P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體(1)

P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入三價元素雜質(zhì)，如硼等。B+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4B出現(xiàn)了一個空位+4+4+4+4+4+4B+4+4+4+4+4+4+4+4B+4+4負(fù)離子空穴------------------------------------半導(dǎo)體中產(chǎn)生了大量的空穴和負(fù)離子P型半導(dǎo)體的形成過程動畫演示c.

空穴是多數(shù)載流子,電子是少數(shù)載流子。e.

因空穴帶正電，稱這種半導(dǎo)體為P(positive)型或空穴型半導(dǎo)體。f.因摻入的雜質(zhì)接受電子，故稱之為受主雜質(zhì)。a.

P型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入少量的三價元素雜質(zhì)形成的。b.

P型半導(dǎo)體產(chǎn)生大量的空穴和負(fù)離子。小結(jié)d.pi×ni=K(T)+4+4+4+4+4+4+4+4+4P(2)N型半導(dǎo)體

摻入五價元素雜質(zhì)（如磷等）的雜質(zhì)半導(dǎo)體+4+4+4+4+4+4+4+4+4P多出一個電子出現(xiàn)了一個正離子+4+4+4+4+4+4+4+4P++++++++++++++++++++++++++++++++++++半導(dǎo)體中產(chǎn)生了大量的自由電子和正離子N型半導(dǎo)體形成過程動畫演示c.電子是多數(shù)載流子，簡稱多子;空穴是少數(shù)載流子，簡稱少子。e.因電子帶負(fù)電，稱這種半導(dǎo)體為N(negative)型或

電子型半導(dǎo)體。f.

因摻入的雜質(zhì)給出電子，又稱之為施主雜質(zhì)。b.N型半導(dǎo)體中產(chǎn)生了大量的(自由）電子和正離子。小結(jié)d.pi×ni=K(T)a.N型半導(dǎo)體是在本征半導(dǎo)體中摻入少量五價元素雜質(zhì)形成的。N++++++++++++++++++++++++++++++++++++N++++++++++++++++++++++++++++++++++++以N型半導(dǎo)體為基片通過半導(dǎo)體擴散工藝3.2PN結(jié)的形成及特性2.PN結(jié)的形成1.載流子的漂移與擴散使半導(dǎo)體的一邊形成N型區(qū)，另一邊形成P型區(qū)。N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------(1)在濃度差的作用下，電子從N區(qū)向P區(qū)擴散。N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------(2)在濃度差的作用下，空穴從P區(qū)向N區(qū)擴散。N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------在濃度差的作用下，兩邊多子互相擴散。在P區(qū)和N區(qū)交界面上，留下了一層不能移動的正、負(fù)離子。小結(jié)N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------即PN結(jié)空間電荷區(qū)N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------形成內(nèi)電場內(nèi)電場方向N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------PN結(jié)一方面阻礙多子的擴散N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------另一方面加速少子的漂移N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------勢壘U0形成勢壘電位N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------當(dāng)擴散與漂移作用平衡時a.流過PN結(jié)的凈電流為零b.PN結(jié)的厚度一定（約幾個微米）c.接觸電位一定（約零點幾伏）N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------PN結(jié)形成過程動畫演示3.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?）PN結(jié)正向偏置

PN結(jié)正向偏置——當(dāng)外加直流電壓使PN結(jié)P型半導(dǎo)體的一端的電位高于N型半導(dǎo)體一端的電位時，稱PN結(jié)正向偏置，簡稱正偏。PN結(jié)反向偏置——當(dāng)外加直流電壓使PN結(jié)N型半導(dǎo)體的一端的電位高于P型半導(dǎo)體一端的電位時，稱PN結(jié)反向偏置，簡稱反偏。------PN++++++------------------------------++++++++++++++++++++++++RSE內(nèi)++++++EPN結(jié)正向偏置內(nèi)電場被削弱PN結(jié)變窄PN結(jié)呈現(xiàn)低阻、導(dǎo)通狀態(tài)多子進(jìn)行擴散------PN++++++------------------------------++++++++++++++++++++++++RSE內(nèi)++++++EPN結(jié)正偏動畫演示內(nèi)電場增強PN結(jié)變寬PN結(jié)呈現(xiàn)高阻、截止?fàn)顟B(tài)不利多子擴散有利少子漂移2）PN結(jié)反向偏置

------PN++++++------------------------------++++++++++++++++++++++++RSE內(nèi)++++++E此電流稱為反向飽和電流，記為IS。因少子濃度主要與溫度有關(guān)，反向電流與反向電壓幾乎無關(guān)。------PN++++++------------------------------++++++++++++++++++++++++RSE內(nèi)++++++EPN結(jié)反偏動畫演示3）PN結(jié)的V-I特性++++++_PN_____vDiDIS——

PN結(jié)反向飽和電流VT——

溫度的電壓當(dāng)量式中VT=kTqq——電子電荷T——絕對溫度在室溫（T=300K)時，k——玻耳茲曼常數(shù)其中n——

發(fā)射系數(shù)，其值在1~2之間(1)當(dāng)vD

=0時,iD

=0；(3)當(dāng)vD<0，且|vD

|>>VT時，iD–IS。討論(2)當(dāng)vD

>0，且vD

>>VT時，；PN結(jié)的伏安特性思考題1.半導(dǎo)體中的載流子濃度主要與哪些因素有關(guān)？2.擴散電流與漂移電流的主要區(qū)別是什么？如果加到PN結(jié)兩端的電壓增大到一定數(shù)值時，反向電流突然急劇增大，稱為PN結(jié)的反向擊穿。擊穿的類型電擊穿（可逆）熱擊穿（不可逆）4.PN結(jié)的反向擊穿降低反向電壓，二極管仍能正常工作。PN結(jié)被燒壞，造成二極管永久性的損壞。