第一章半导体基本知识剖析.ppt

第1章 半导体二极管及其应用
电子技术基础
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第一章半导体基本知识剖析
半导体及PN结
半导体二极管
二极管基本电路及其应用
特殊二极管
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第一章半导体基本知识剖析
半导体及PN结
半导体器件是20世纪中期开始发展起来的，具有体积小、重量轻、使用寿命长、可靠性高、输入功率小和功率转换效率高等优点，因而在现代电子技术中得到广泛的应用。半导体器件是构成电子电路的基础。半导体器件和电阻、电容、电感等电子元器件连接起来，可以组成各种电子电路。
顾名思义，半导体器件都是由半导体材料制成的，因此必须先对半导体材料的特点有一定的了解。
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半导体及PN结
半导体的基本特性
　　　 在自然界中存在着许多不同的物质，根据其导电性能的不同大体可分为导体、绝缘体和半导体三大类。
通常将很容易导电、电阻率小于10-4Ω•cm的物质，称为导体；将很难导电、电阻率大于10 10Ω•cm的物质，称为绝缘体；将导电能力介于导体和绝缘体之间、电阻率在10-4 Ω•cm～ 10 10 Ω•cm范围内的物质，称为半导体。
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半导体及PN结

　　
　 所谓热敏性就是半导体的导电能力随着温度的升高而迅速增加。
半导体的电阻率对温度的变化十分敏感。例如纯净的锗从20℃升高到30℃时，它的电阻率几乎减小为原来的1／2。而一般的金属导体的电阻率则变化较小，比如铜，当温度同样升高10℃时，它的电阻率几乎不变。
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半导体及PN结

　　　 半导体的导电能力随光照的变化有显著改变的特性叫做光敏性。
一种硫化铜薄膜在暗处其电阻为几十兆欧姆，受光照后，电阻可以下降到几十千欧姆，只有原来的1%。自动控制中用的光电二极管和光敏电阻，就是利用光敏特性制成的。而金属导体在阳光下或在暗处其电阻率一般没有什么变化。
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半导体及PN结

　　　 所谓杂敏性就是半导体的导电能力因掺入适量杂质而发生很大的变化。
在半导体硅中，只要掺入亿分之一的硼，电阻率就会下降到原来的几万分之—。所以，利用这一特性，可以制造出不同性能、不同用途的半导体器件。而金属导体即使掺入千分之一的杂质，对其电阻率也几乎没有什么影响。
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半导体及PN结
本征半导体
　　 本征半导体是指完全纯净的，具有晶体结构（既原子排列按一定规律排得非常整齐）的半导体。如常用半导体材料硅（Si）和锗（Ge）。在常温下，其导电能力很弱；在环境温度升高或有光照时，其导电能力随之增强。 。
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半导体及PN结
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杂质半导体
在本征半导体中，人为地掺入少量其他元素(称杂质)，可以使半导体的导电性能发生显著的变化。利用这一特性，可以制成各种性能不同的半导体器件，这样使得它的用途大大增加。 掺入杂质的本征半导体叫杂质半导体。根据掺入杂质性质的不同，可分为两种：N型半导体和P型半导体。
（图1-1）
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多余电子
Si
P
Si
Si
N型半导体
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