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第2章半导体二极管及其基本应用电路

根据导电能力的不同,物质可分为导体、半导体和绝缘体。
半导体材料具有与导体和绝缘体不同的导电特性:

本征半导体是完全纯净的、晶格结构完整的半导体。
硅原子结构示意图锗原子结构示意图硅原子和锗原子结构简化模型。
空穴——共价键中的空位。
电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。

自由电子——电子挣脱共价键的束缚,参与导电成为自由电子。
本征半导体中有两种载流子——带负电的自由电子和带正电的空穴,它们均参与导电。这是半导体导电区别与导体导电的一个重要特点。

N型半导体——掺入五价杂质元素(如磷)的半导体。

在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供;空穴是少数载流子,由热激发形成。
P型半导体——掺入三价杂质元素(如硼)的半导体。

在P型半导体中空穴是多数载流子,它主要由掺杂形成;自由电子是少数载流子,由热激发形成。

将PN结的P区接电源正极,N区接电源负极,这种连接方式称为PN结外加正向电压,又称PN结正向偏置。
PN结正向偏置时,呈现低阻特性,此时称PN结导通。

将PN结的P区接电源负极,N区接电源正极,这种连接方式称为PN结外加反向电压,又称PN结反向偏置。
PN结反向偏置时,呈现高阻特性,此时称PN结截止。

其中
IS——反向饱和电流
UT——温度的电压当量其表达式为
-安特性曲线

这种非平衡少子的浓度随外加正向电压的变化所等效的电容效应称为扩散电容,通常用Cd表示。
PN结的结电容是势垒电容和扩散电容之和: