2021年半导体二极管讲义.ppt

文档介绍：本章主要内容
介绍半导体的基本知识；
半导体器件的核心环节——PN结的形成及其特性；
简介半导体二极管的结构及主要参数；
半导体二极管的几种常用等效电路及其应用；
简介几种特殊二极管（除“稳压管”外均作为一般了解内容）
半导体二极管
2020/12/4
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目 录
半导体的基本知识
半导体二极管
二极管基本电路及其分析方法
特殊二极管
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PN结的形成及特性
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半导体的基本知识
在自然界中，根据物质导电能力的差别，可将它们划分为导体、绝缘体和半导体。
如：金属
如：橡胶、陶瓷、塑料和石英等等
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半导体：
常见的半导体材料有：锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
其中最典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。
这种物质的导电特性处于导体和绝缘体之间。
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一. 半导体的共价键结构
硅和锗最外层轨道上的四个电子称为价电子。
硅原子和锗原子的结构
Ge
Si
+4
半导体的导电性能是由其原子结构决定的。
为方便起见，常表示如下：
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半导体的共价键结构图
+4
+4
+4
+4
共价键共用电子对
共
价
键
正离子核
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二. 本征半导体
定义：纯净的、不含其他杂质的半导体。
在绝对温度T=0K时，所有的价电子都被共价键紧紧束缚其中，不能成为自由电子，因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。
+4
+4
+4
+4
T=0K时本征半导体结构图：
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温度升高后，本征半导体结构图
+4
+4
+4
+4
动画演示
自由电子
空穴
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温度升高后，本征半导体结构图
+4
+4
+4
+4
动画演示
这一现象称为
本征激发，也
称热激发。
所谓本征激发，就是由于随机热振动致使共价键被打破而产生电子—空穴对的过程。
电子空穴对
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温度升高后，本征半导体结构图
+4
+4
+4
+4
电子空穴对
复合：与本征激发现象相反，即自由电子遇到空穴并填补空穴，从而使两者同时消失的现象。
在一定温度下，本征激发与复合这二者产生的电子－空穴对数目相等，达到一种动态平衡。
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