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江西航空职业技术学院观摩课 电子技术第十四章半导体二极管电信系贺国灿班级 101151 14 1半导体的基础知识 上期回顾 半导体定义 材料半导体导电性本征半导体杂质半导体 p型 n型 复习小题 半导体定义 导电能力介于导体和绝缘体之间 14 1半导体的导电特性 半导体材料 硅si锗ge 它们为什么可以成为半导体呢 嚎 14 1半导体的基础知识 半导体的导电特性 ps 半导体硅和锗 它们的最外层电子 价电子 都是四个 14 1半导体的基础知识 14 1 1本征半导体 定义 化学成分完全纯净的半导体制成单晶体结构 共价键结构 14 1半导体的基础知识 本征半导体的导电机理 温度为0度 无自由电子 不导电常温时 少数自由电子本征激发 4 4 4 4 本征半导体中有两种载流子 自由电子和空穴 二者总是成对出现 温度越高 载流子的浓度越高 本征半导体的导电能力越强 14 1半导体的基础知识 14 1 2杂质半导体 本征半导体特点 电子浓度 空穴浓度 载流子少 导电性差 温度稳定性差 n型半导体p型半导体 在本征半导体中掺入微量元素 杂质半导体 14 1半导体的基础知识 n型半导体 掺杂 掺入少量五价杂质元素 如 磷 多余电子 磷原子 特点 多数载流子 自由电子 主要由杂质原子提供 少数载流子 空穴 由本征激发形成 14 1半导体的基础知识 p型半导体 掺杂 掺入少量三价杂质元素 如 硼 特点 多数载流子 空穴 主要由杂质原子提供 少数载流子 自由电子 由本征激发形成 硼原子 多余空穴 14 1半导体的基础知识 杂质半导体的示意表示法 无论n型或p型半导体都是中性的 对外不显电性 复习小结 1 半导体的导电能力与 和有关 2 本征半导体的导电能力主要由决定 杂质半导体的导电能力主要由决定 3 p型半导体中是多子 是少子 n型半导体中是多子 是少子 温度 掺杂浓度 空穴 自由电子 自由电子 空穴 温度 光强 杂质浓度 半导体在电路中如何应用呢 14 1半导体的基础知识 14 3半导体二极管 重点掌握基本概念及器件的外特性 14 2pn结的特点 主要内容 p型半导体 n型半导体 14 2pn结 pn结的结构 14 2pn结的特点 pn结的单向导电性 1 pn结加正向电压 正向偏置 pn结变窄 p接正 n接负 i pn结加正向电压时 正向电流较大 pn结导通 14 2pn结的特点 2 pn结加反向电压 反向偏置 p接负 n接正 14 2pn结的特点 14 2pn结的特点 pn结变宽 p接负 n接正 pn结加反向电压时 pn结变宽 反向电流较小 反向电阻较大 pn结处于截止状态 pn结特点 正向导通 反向截止 2 pn结加反向电压 反向偏置 结构 类型 符号 14 3半导体二极管 pn结 引线 管壳 二极管 点接触型 面接触型和平面型 14 3半导体二极管 特点 14 3半导体二极管 如何判别正负极 单向导电性 14 3半导体二极管 理想状态下 14 3半导体二极管 i 1a i 0 硅管0 5v 锗管0 1v 反向击穿电压u br 导通压降 外加电压 死区电压二极管才能导通 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿 失去单向导电性 正向特性 反向特性 实际条件下 伏安特性 硅0 6 0 8v锗0 1 0 3v 死区电压 反向电流在一定电压范围内保持常数 14 3半导体二极管 二极管主要参数 1 最大整流电流if 二极管长期工作时 允许流过二极管的最大正向平均电流 几ma到几百安培 2 反向工作峰值电压ur 保证二极管不被击穿允许外加的最大反向电压 通常为u br 的一半 3 反向电流ir 指二极管未击穿时的反向电流 愈小愈好 一般几纳安到几微安 4 最高工作频率fm 其值主要决定于pn结结电容的大小 结电容愈大 则fm愈低 14 3半导体二极管 那二极管在电路当中有什么作用呢 ui 8v 二极管导通 可看作短路uo 8vui 8v 二极管截止 可看作开路uo ui 已知 二极管是理想的 试画出uo波形 8v 例1 参考点 二极管阴极电位为8v 14 3半导体二极管 14 3半导体二极管 例2 已知 如图va 5vvb 3v 求输出端y的电压vy及电流i a端电位比b端电位高 故da优先导通 此时vy为5v vy vb 故db被反向截止故vy 5vi 0 5a 二极管的用途 整流 检波 限幅 钳位 开关 元件保护等 定性分析 判断二极管的工作状态 导通截止 若二极管是理想的 正向导通时正向管压降为零 反向截止时二极管相当于断开 14 3半