1.1二极管（课件）--《电子技术基础与技能》同步教学（国家教育出版社第3版）

二极管 半导体基础知识 按导电的性能可以将物质分为导体、绝缘体和半导体。物质的导电性能取决于物质的原子结构。我们所关心的不是半导体的导电性，而是它的原子结构。 1. 本征半导体(intrinsic semiconductor) 完全纯净的、结构完整的半导体称为本征半导体。常用的半导体材料是硅(Si—Silicon)和锗(Ge—Germaniun)。 -4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 共价键 价电子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 自由电子 空穴 载流子形成与复合：价电子获得能量后摆脱原子核的束缚成为自由电子、空穴对，当自由电子填补空穴后就是复合。 本征半导体载流子的浓度，除与半导体材料本身性质有关外，还与温度有关。 2.杂质半导体(impurity semiconductor) 本征半导体中的载流子浓度很低，导电性能也很弱，掺入少量杂质，其导电性能将发生质的变化。 (1)N型半导体(N -type semiconductor) 在半导体中掺入5价元素，多出的电子不受共价键的约束，仅受到自身原子核的约束，所以只要得到较少的能量就可以成为自由电子。同时，有些价电子还会摆脱共价键约束，形成电子空穴对。显然，在这种杂质的半导体中自由电子的浓度远远大于空穴浓度。故导电主要靠自由电子。自由电子称为多数载流子，空穴称为少数载流子。多数载流子的浓度取决于掺杂的浓度，少数载流子是半导体材料共价键提供的，主要取决于温度。 +4 +4 +4 +4 +5 +4 +4 +4 +4 自由电子 施主原子 (2)P型半导体(P -type semiconductor) 在半导体中掺入3价元素，当它与周围的锗原子组成共价键时，在缺少电子的地方形成一个空穴。其它共价键的电子只需较小的能量就可以摆脱原子核束缚移到此空穴，从而形成新的空穴。显然在这种掺杂半导体中，空穴的浓度大于自由电子的浓度，所以多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子。 +4 +4 +4 +4 +3 +4 +4 +4 +4 受主原子 空穴 ⒉ 数字信号 ⑴ N型半导体 ⑵ P型半导体 4价元素掺入微量5价元素后形成。 多数载流子：电子；少数载流子：空穴。 4价元素掺入微量3价元素后形成。 多数载流子：空穴；少数载流子：电子。 总结: 一杂质半导体中，多子的浓度主要取决于掺入杂质的浓度，而少子的浓度主要取决于温度的变化。 一N型半导体主要靠自由电子导电，掺入的杂质元素越多，自由电子的浓度越高，导电性能越强。 一P型半导体主要靠空穴导电，掺入的杂质元素越多，空穴的浓度越高，导电性能越强。 3. 半导体二极管 (1)半导体二极管的结构 金属触丝 N型锗片 阳极引线 阴极引线 外壳 (a) 点接触型 阳极引线 二氧化硅保护层 P型硅 阴极引线 (b) 平面型 N型硅 铝合金小球 阳极引线 PN结 N型硅 金锑合金 底座 阴极引线 (c) 面接触型 阳极 阴极 (d) 符号 3. 半导体二极管 (2)半导体二极管的应用场合 金属触丝 N型锗片 阳极引线 阴极引线 外壳 (a) 点接触型 点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后，再通过电流法而形成的。因此，其PN结的静电容量小，适用于高频电路。点接触型与面结型相比，较少使用于大电流和整流。因为构造简单，所以价格便宜。对于小信号的检波、整流、调制、混频和限幅等一般用途而言，它是应用范围较广的类型。 3. 半导体二极管 (1)半导体二极管的应用场合 阳极引线