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文档简介

1、第一章 半导体二极管1.本征半导体q 单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅si和锗ge。q 导电能力介于导体和绝缘体之间。q 特性:光敏、热敏和掺杂特性。q 本征半导体:纯净的、具有完整晶体结构的半导体。在一定的温度下,本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发(又称热激发),产生两种带电性质相反的载流子(空穴和自由电子对),温度越高,本征激发越强。 u 空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位,使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。u 在一定的温度下,自由电子和空穴在热运动中相遇,使一对自由电子和空穴消失的现象称为复合。当热激发和复合相等时,称为

2、载流子处于动态平衡状态。2杂质半导体q 在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。u p型半导体:在本征半导体中掺入微量的3价元素(多子是空穴,少子是电子)。u n型半导体:在本征半导体中掺入微量的5价元素(多子是电子,少子是空穴)。q 杂质半导体的特性 u 载流子的浓度:多子浓度决定于杂质浓度,几乎与温度无关;少子浓度是温度的敏感函数。 u 体电阻:通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。u 在半导体中,存在因电场作用产生的载流子漂移电流(与金属导电一致),还才能在因载流子浓度差而产生的扩散电流。 3.pn结q 在具有完整晶格的p型和n型半导体的物理界面附近,形成一个特

3、殊的薄层(pn结)。q pn结中存在由n区指向p区的内建电场,阻止结外两区的多子的扩散,有利于少子的漂移。q pn结具有单向导电性:正偏导通,反偏截止,是构成半导体器件的核心元件。u 正偏pn结(p+,n-):具有随电压指数增大的电流,硅材料约为0.6-0.8v,锗材料约为0.2-0.3v。u 反偏pn结(p-,n+):在击穿前,只有很小的反向饱和电流is。u pn结的伏安(曲线)方程:4.半导体二极管q 普通的二极管内芯片就是一个pn结,p区引出正电极,n区引出负电极。u 单向导电性:正向导通,反向截止。 u 正向导通压降:硅管0.60.7v,锗管0.20.3v。u 死区电压:硅管0.5v,锗管0.1v。q 分析方法:将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:u 若 v阳 v阴 (正偏),二极管导通(短路);u 若 v阳 u-时,uo=+uom ,当u+u-时,uo=-uom q 基本运算电路n 反相比例运算电路 r2 =r1/rf n 同相比例运算电路 r2=r1/rf n 反相求和运算电路 r4=r1/r2/r3/rf n 同相求和运算电路

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