文档介绍：模拟电子技术
主编刘长国
吉林师范大学应用工程学院
高等职业技术教育电子电工类系列教材
面向
世纪
21
2 半导体二极管及其应用电路
引言
半导体的基本知识
PN结的形成及特性
半导体二极管
二极管基本电路及其分析方法
特殊二极管
半导体的基本知识 半导体材料 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。半导体导电能力介于导体和绝缘体之间。它具有热敏性、光敏性和掺杂性。利用光敏性可制成光电二极管和光电三极管及光敏电阻;利用热敏性可制成各种热敏电阻;利用掺杂性可制成各种不同性能、不同用途的半导体器件,例如二极管、三极管、场效应管等.
常用的半导体材料有:
元素半导体: 硅(Si)、锗(Ge) 等。
化合物半导体有:砷化镓(GaAs)等。
掺杂或制成其它半导体的材料:硼(B)、磷(P)、铟(In)、锑(Sb)等。
半导体的共价键结构
在电子器件中,用得最多的材料是硅和锗,硅和锗都是四价元素,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。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。。
硅和锗的二维晶格结构图,正离子核通过共价键与邻近的核相联接
由于随机热振动致使共价键被打破而产生电子-空穴对
本征半导体、空穴及其导电作用 本征半导体
当温度升高或受光照时,由于半导体共价键中的价电子并不像绝缘体中束缚得那样紧,价电子从外界获得一定的能量,少数价电子会挣脱共价键的束缚,成为自由电子,同时在原来共价键的相应位置上留下一个空位,这个空位称为空穴,。
空穴
自由电子和空穴是成对出现的,所以称它们为电子空穴对。在本征半导体中,电子与空穴的数量总是相等的。我们把在热或光的作用下,本征半导体中产生电子空穴对的现象,称为本征激发,又称为热激发。
由于共价键中出现了空位,在外电场或其他能源的作用下,邻近的价电子就可填补到这个空穴上,而在这个价电子原来的位置上又留下新的空位,以后其他价电子又可转移到这个新的空位上,。
电子与空穴的移动