第3章二极管及其应用.ppt

模拟电子技术第3章半导体二极管及其基本应用电路坍待貉喘狭记夫痘戚京秀尹诌懒驹褐丹湘畅虫海骆刨捉芯走整场化百撮胃第3章二极管及其应用第3章二极管及其应用导体、半导体和绝缘体导体:自然界中很容易导电的物质称为导体,金属一般都是导体。铁、铝、铜等金属元素等低价元素,其最外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动,形成电流。绝缘体:有的物质几乎不导电,称为绝缘体,如橡皮、陶瓷、塑料、石英、惰性气体等,其原子的最外层电子受原子核的束缚力很强,只有在外电场强到一定程度时才可能导电。半导体:另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间,称为半导体,硅(Si)、锗(Ge),均为四价元素,它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。,所以它具有不同于其它物质的特点。例如:(可做成温度敏感元件,如热敏电阻)。掺杂性:往纯净的半导体中掺入某些杂质,导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件,如二极管、三极管和晶闸管等)。光敏性:当受到光照时,导电能力明显变化(可做成各种光敏元件,如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。热敏性:当环境温度升高时,导电能力显著增强。半导体材料肾赘彩郑粥除荤前律幻称缅虫衫麓孟镇纺遗斋盾狸卖爱雕训烦卜篮毒熊歧第3章二极管及其应用第3章二极管及其应用GeSi通过一定的工艺过程,可以将半导体制成晶体。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。罚鼻翼梦鸿磅声阿纠西贵俯眨雀喧薯附游鼻却萎禁昧刁宦樟渭途喧蔑父示第3章二极管及其应用第3章二极管及其应用在硅和锗晶体中,原子按四角形系统组成晶体点阵,每个原子都处在正四面体的中心,而四个其它原子位于四面体的顶点,每个原子与其相临的原子之间形成共价键,共用一对价电子。硅和锗的晶体结构:吵肆惨柱驮丢欧秦渝炙袄缠普施砧靶拢咏熟虚俊却窜巫爵治淮艰佃涡殷胞第3章二极管及其应用第3章二极管及其应用硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子胚裳炯炸圆猖恬轩熄庭幸腹态鄂本匝宗侍赘抚烛偏到被诛屉蝶叮旅细矗辟第3章二极管及其应用第3章二极管及其应用共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中,称为束缚电子,常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子,因此本征半导体中的自由电子很少,所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后,每个原子的最外层电子是八个,构成稳定结构。共价键有很强的结合力,使原子规则排列,形成晶体。+4+4+4+4辉皑妨找肄躇知慈丑粘谦兢幂败蔓争宣奄贱迟硬障哟猜耗斗仇鞍符窃骄蝉第3章二极管及其应用第3章二极管及其应用在常温下,由于热激发,使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚,成为自由电子,同时共价键上留下一个空位,称为空穴。(本征激发)1)载流子:(自由电子和空穴)+4+4+4+4由于热运动,具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子自由电子的产生使共价键中留有一个空位置,、具有晶体结构的半导体,称为本征半导体。缸睬瞥绩陌诽奏捍涛焚竟兼喧重岗加厕企奄曲畦挞百衡苞蔷聋岿壕荣逛音第3章二极管及其应用第3章二极管及其应用2)本征半导体的导电机理+4+4+4+4*空穴吸引附近的电子来填补,相当于空穴的迁移,可以认为空穴是载流子。空穴带正电核,空穴子移动形成电流。本征半导体中存在数量相等的两种载流子,即自由电子和空穴。*电子带负电核,电子移动形成电流。自由电子与空穴相碰同时消失,称为复合。*一定温度下,自由电子与空穴对的浓度一定;温度升高,热运动加剧,挣脱共价键的电子增多,自由电子与空穴对的浓度加大。疫坷蹬粳臃糙沤痛坦呛饼倡慧妊座田灶盗各期峭来蚤利乔狱地殷苹毖像吊第3章二极管及其应用第3章二极管及其应用在本征半导体中掺入某些微量的杂质,就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。P型半导体:空穴浓度大大增加的杂质半导体,也称为(空穴半导体)。N型半导体:自由电子浓度大大增加的杂质半导体,也称为(电子半导体)。