模电二极管及其基本电路
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第一章
半导体二极管及其应用电路
学****重点:
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、稳压管的基本构造、工作原理和特性曲线,理解主要参数的意义;
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PN结
、 灯泡、 限流电阻、 开关及电源等组成的简单电路。
半导体的基础知识
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按图 (a)所示, 闭合开关S, 灯泡发光, 说明电路导通
若二极管管脚调换位置, 如图 (b)所示, 闭合开关S, 灯泡不发光。
由以上演示结果可知: 二极管具有单向导电性。
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1. 半导体的特性
自然界中的各种物质,按导电能力划分为:导体、绝缘体、半导体。
(1)半导体导电特性处于导体和绝缘体之间,如锗、硅、 ***化镓和一些硫化物、氧化物等。
(2)当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。 称热敏特性和光敏特性。
(3)往纯净的半导体中掺入某些杂质(其它化学元素),会使它的导电能力明显改变。
半导体为什么有此性质呢?
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硅原子(14)
锗原子(32)
2. 半导体的共价键结构
典型的半导体是硅Si和锗Ge,它们都是4价元素。最外层原子轨道上具有4个电子,称为价电子。每个原子的4个价电子不仅受自身原子核的束缚,而且还与周围相邻的4个原子发生联系,这些价电子一方面围绕自身的原子核运动,另一方面也时常出现在相邻原子所属的轨道上。
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,导电能力较弱,接近绝缘体。
,
可见:本征激发同时产生电子空穴对。
+4
+4
+4
+4
自由电子
空穴
这样,相邻的原子就被共有的价电子联系在一起,称为共价键结构。。
激发价电子成为自由电子,
这一现象称为本征激发或
热激发。
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光照或受热激发使半导体导电能力增强的现象称为本征激发或热激发。
可见:本征激发同时产生电子空穴对。
自由电子——带负电的粒子
空穴——带正电的粒子
自由电子、空穴统称为载流子。
3. 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质,就会使半导体的导电性能发生显著变化。
为何呢?
1、N 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷(或锑)。
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+4
+4
+5
+4
多余电子
自由电子
施主原子
硅原子
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+
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+
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+
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+
+
+
+
整块N 型半导体示意图
·
。
可见:
a) N 型半导体中自由电子很多(多数载流子),空穴很少(少数载流子) ;
b) 导电性能显著增加。
不能移动的正离子
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2、P 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素,如硼(或铟)。
+4
+4
+3
+4
空穴
受主原子
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整块P 型半导体示意图
。
·
硅原子
可见:
a) P 型半导体中自由电子很少(少子),空穴很多(多子);
b) 导电性能显著增加。
不能移动的负离子
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