半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动。在半导体中,如果载流子浓度分布不均匀,因为浓度差,载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动,这种运动称为扩散运动。 多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动,如图1.6所示。
图1.7 PN结的形成(1)
由于空穴和自由电子均是带电的粒子,所以扩散的结果使P区和N区原来的电中性被破坏,在交界面的两侧形成一个不能移动的带异性电荷的离子层,称此离子层为空间电荷区,这就是所谓的PN结,如图1.7所示。在空间电荷区,多数载流子已经扩散到对方并复合掉了,或者说消耗尽了,因此又称空间电荷区为耗尽层。
空间电荷区出现后,因为正负电荷的作用,将产生一个从N区指向P区的内电场。内电场的方向,会对多数载流子的扩散运动起阻碍作用。同时,内电场则可推动少数载流子(P区的自由电子和N区的空穴)越过空间电荷区,进入对方。少数载流子在内电场作用下有规则的运动称为漂移运动。漂移运动和扩散运动的方向相反。无外加电场时,通过PN结的扩散电流等于漂移电流,PN结中无电流流过,PN结的宽度保持一定而处于稳定状态。
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图1.8 PN结的形成(2)
2. PN结的单向导电性
如果在PN结两端加上不同极性的电压,PN结会呈现出不同的导电性能。
(1)PN结外加正向电压 PN结P端接高电位,N端接低电位,称PN结外加正向电压,又称PN结正向偏置,简称为正偏,
图1.9 PN结外加正向电压
(2)PN结外加反向电压 PN结P端接低电位,N端接高电位,称PN结外加反向电压,又称PN结反向偏置,简称为反偏,
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图1.20 PN结外加反向电压
小结:PN结的单向导电性是指PN结外加正向电压时处于导通状态,外加反向电压时处于截止状态。
§1-2 二 极 管
目的与要求
1. 了解半导体二极管的结构 2. 掌握半导体二极管的符号 3. 理解半导体二极管的伏安特性 4. 知道二极管的主要参数 重点与难点
重点 1. 二极管的符号 2. 二极管的伏安特性
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难点 二极管的伏安特性 教学方法
讲授法,列举法,启发法 教具
二极管,三角尺 小结
外加正向电压较小时,外电场不足以克服内电场对多子扩散的阻力,PN结仍处于截止状态 。
正向电压大于死区电压后,正向电流 随着正向电压增大迅速上升。通常死区电压硅管约为0.5V,锗管约为0.2V。当反向电压的值增大到UBR时,反向电压值稍有增大,反向电流会急剧增大,称此现象为反向击穿,UBR为反向击穿电压。 布置作业
§1-2 二 极 管
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一、半导体二极管的结构
二极管的定义:一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起来,就构成了半导体二极管,简称二极管。
二极管按半导体材料的不同可以分为硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。
二极管按其结构不同可分为点接触型、面接触型和平面型二极管三类。 点接触型二极管PN结面积很小,结电容很小,多用于高频检波及脉冲数字电路中的开关元件。
面接触型二极管PN结面积大,结电容也小,多用在低频整流电路中。
平面型二极管PN结面积有大有小。
图1.11 二极管的符号
简单介绍常见的二极管的外型 了解国产二极管的型号的命名方法。 二、半导体二极管的伏安特性 1、正向特性
外加正向电压较小时,外电场不足以克服内电场对多子扩散的阻力,PN结仍处于截止状态 。
正向电压大于死区电压后,正向电流 随着正向电压增大迅速上升。通常死
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《电子技术基础》正式教案设计(1)



