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第十五章半导体二极管和三极管,15.1半导体的导电特性,半导体：导电能力介乎导体和绝缘体之间，如锗、硅、硒以及大多数金属氧化物和硫化物都是半导体。,半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。比如：,当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。,往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。,现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。,15.1.1本征半导体,本征半导体：完全纯净的、具有晶体结构的半导体。,晶体中原子排列的方式,硅单晶中的共价键结构,共价键共用电子对,+4表示除去价电子后的原子,在获得一定能量（温度升高或光照）后，最外层电子可挣脱原子核的束缚而成为自由电子。失去一个电子就留下一个子空穴，从而使原子呈现为正离子，并吸引邻近的电子。,本征半导体的导电机理,自由电子,空穴,束缚电子,本征半导体的导电机理,在无外电压的情况下，自由电子与空穴是成对出现的且无规则移动的。,自由电子和空穴都称为载流子，温度越高，载流子越多，半导体的导电性也越好，因此温度对半导体的性能影响很大。,在外电场的作用下，自由电子作定向移动，空穴则反向移动，形成电流。,15.1.2N型半导体和P型半导体,自由电子,磷原子,+,空穴,硼原子,总结,3、由于载流子的运动方向是无规则的，因此宏观上半导体是不带电的。但掺杂后的半导体的自由电子或空穴剧增，所以导电性也大大提高。,15.2PN结,15.2.1PN结的形成,P型半导体,N型半导体,P型半导体,N型半导体,空间电荷区的性质：,1.多数载流子因扩散复合而消耗了，所以又称为耗尽层。,2.空间电荷区中的正负离子不能移动，但在交界面处形成了一个电场，这个电场将阻挡多数载流子的进一步复合，所以又称为阻挡层。,3.扩散与漂移达到动态平衡。,15.2.2PN结的单向导电性,PN结正向偏置,P,N,+,_,内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。,R,I,PN结反向偏置,内电场方向,外电场方向,N,P,+,_,内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。,R,半导体二极管符号,伏安特性,死区电压,反向击穿电压U(BR),二极管的主要参数,1.最大整流电流IOM,2.反向工作峰值电压URWM,3.反向峰值电流IRM,例：二极管的应用：,15.4稳压管,符号：,主要参数：,2.电压温度系数,5.最大允许耗散功率PZM,伏安特性曲线,15.5半导体三极管,发射结,集电结,发射结,集电结,15.5.1基本结构,NPN型,PNP型,15.5.2电流分配和放大原理,晶体管中的电流,15.5.3特性曲线,（1）输入特性,（2）输出特性,（3）主要参数,直流电流放大倍数：,交流电流放大倍数：,2.集-基极反向截止电流ICBO,ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。,3.集-射
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