第一章 半导体二极管及整流电路
第1章—02-半导体二极管-sw
六、发光二极管 发光二极管
将电能转换成光能的特殊半导体器件。 1.定义：将电能转换成光能的特殊半导体器件。 定义： 2.类型 类型 普通发光二极管 红外发光二极管 …… 直流驱动电路 交流驱动电路
3.常用驱动电路： 常用驱动电路：
4.工作原理： 管子加正向电压时 在正向电流激发下， 4.工作原理：当管子加正向电压时，在正向电流激发下， 工作原理 管子发光，属电致发光。 管子发光，属电致发光。 注意：发光二极管在加正向电压时才发光。 注意：发光二极管在加正向电压时才发光。
模拟电子技术基础 第1章 常用半导体器件
电子系 2010年9月 Electronic Department Sep. 2010
第一章 常用半导体器件
1.1、半导体的基础知识 1.1、 1.2、半导体二极管 1.2、 1.3、 1.3、晶体三极管 1.4、 1.4、场效应管
1.2 半导体二极管
一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 三、二极管的等效电路 四、二极管的主要参数 五、稳压二极管 六、发光二极管 七、光电二极管 八、其他二极管 九、二极管的应用
ui=0时直流电源作用 时直流电源作用
∆u D U T 根据电流方程，rd = ≈ ∆iD ID
小信号作用 Q越高，rd越小。 越高， 越小。 越高 静态电流
四、二极管的主要参数
• • • • 最大整流电流I 最大整流电流 F：最大平均值 最大反向工作电压U 最大反向工作电压 R：最大瞬时值 反向电流 IR：即IS 最高工作频率f 最高工作频率 M：因PN结有电容效应 结有电容效应 结电容为扩散电容（ 与势垒电容（ 之和。 结电容为扩散电容（Cd）与势垒电容（Cb）之和。
uL
+
《模拟电子技术基础(第3版_陈梓城)》多媒体课件 第1章 半导体二极管及其应用
1.1.2 半导体二极管的结构、类型、电路符号 一、半导体二极管的内部结构示意图
以PN结为管芯，在P区和N区均接上电极引线，并以外 壳封装，就制成了半导体二极管，简称二极管。
从P区接出的引线称为二极管的阳极（Anode）,从N区接 出的引线称为阴极（Cathode）。
图1.1.4 二极管内部结构示意图、电路符号、实物图 (a)内部结构 (b)图形符号 （c）整流二极管实物图
3.掺杂特性 本征半导体的导电能力差，但是在本征半导体中掺入
某种微量元素（杂质）后，它的导电能力可增加几十万甚 至几百万倍。
人们正是通过掺入某些特定的杂质元素，精确地控制 半导体的导电能力，制成各种性质、用途的半导体器件。
图1.1.2 掺杂半导体共价键结构示意图 (a)N型半导体 (b)P型半导体
当温度下降时，半导体材料的导电能力显著下降。利 用半导体对温度十分敏感的特性，制成了工业自动控制装 置中常用的热敏电阻。
1.1 半导体二极管
2. 光敏特性 某些半导体，受到光照时，半导体就像导体一样，导电
能力很强；当没有光线照射时，就像绝缘体一样不导电，这 种特性称为“光敏”特性。光照强度越强，半导体的导电性 能越好。
图1.1.3 N型半导体和P型半导体简化结构示意图 (a)N型半导体简化结构示意图 (b)P型半导体简化结构示意图
N型半导体是否带负电？为什么？
三、PN结及其单向导电性
如果通过一定的生产工艺把半导体的P区和N区部分结合 在一起，则它们的交界处就会形成一个很薄的空间电荷区， 称为PN结（PN Juntion）。 PN结具有单向导电性，外加偏置 电压，正偏导通，反偏截止。即P区电位高于N区，PN结通导， 相当于开关闭合；P区电位低于N区电位，PN结截止，相当于 开关断开。
半导体器件及整流电路
空穴 自由电子
多数载流子〔简称多子〕 少数载流子〔简称少子〕
P 型半导体
掺入三价元素
+4 +34 接受一个 电子变为 负离子
空穴
+4 +4
硼原子
掺杂浓度远大于本征 半导体中载流子浓度,所 以,空穴浓度远大于自由 电子浓度.
空穴称为多数载流子 〔多子〕,
自由电子称为少数载 流子〔少子〕.
＋＋＋＋
＋＋＋＋ ＋＋＋＋
＋＋ ＋
内电场方向 PN 结及其内电场
2．PN结的单向导电性
①外加正向电压〔也叫正向偏置〕
外加电场与内电场方向相反,内电场削弱,扩散运 动大大超过漂移运动,N区电子不断扩散到P区,P
区空穴不断扩散到N区,形成较大的正向电流,这 时称PN结处于低阻导通状态.
空间电荷区
变窄
＋
P I 外电场
＋N
＋
内电场
光敏性：当受到光照时,其导电能力明显变 化.<可制成各种光敏元件,如光敏电阻、
光敏二极管、光敏三极管、光电池等>.
掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质, 使其导电能力明显改变.
本征半导体
完全纯净的、结构完整的半导体晶体,称
为本征半导体.
硅和锗的晶体结构
1．热激发产生自由电子和空穴
純净的半导体叫本征半导体.每个原子周围有四个相 邻的原子,每个原子的一个外层价电子与另一原子的外层 价电子组成电子对,原子之间的这种电子对为两原子共有, 称为共价键结构.原子通过共价键紧密结合在一起.两个 相邻原子共用一对电子.由于温升、光照等原因,共价键 的电子容易挣脱键的束縛成为自由电子.这是半导体的一 个重要特征.
电子技术
半导体器件及整流电路
模拟电子课件第一章_半导体材料及二极管
–20
I/uA
锗管的伏安特性
图 二极管的伏安特性
ID
UD
-
UD / V
34
1.正偏伏安特性
当正向电压比较小时，正向电流很小，几乎为零。，
相应的电压叫死区电压。
死区电压： 硅二极管为0.5V左右 锗二极管为0.1V左右
i/mA 30
当正向电压超过死区电压后，二极 管导通, 电流与电压关系近似指数关 系。
42
3.二极管的其它主要参数
➢最大平均整流电流 : I F 允许通过的最大正向平均电流 ➢最高反向工作电压 : 最V大R 瞬时值，否则二极管击穿
1
18
半导体中某处的扩散电流 主要取决于该处载流子的浓 度差（即浓度梯度），而与 该处的浓度值无关。即扩散 电流与载流子在扩散方向上 的浓度梯度成正比，浓度差 越大，扩散电流也越大。
图1.6 半导体中载流子的浓度分布
1
19
即:某处扩散电流正比于浓度分布曲线上该点处的斜率
和。
dn( x) dx
dp ( x) dx
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，即构成 N 型半导体 (或称电子型半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
1
10
原来晶格中的某些硅原子将 被杂质原子代替。 杂质原子与周围四个硅原子 组成共价键时多余一个电子。 这个电子只受自身原子核吸引， 在室温下可成为自由电子。
5价的杂质原子可以提供电子， 所以称为施主原子。
Problem: N型半导体是否呈电中性？
1
+4
+4
+5
+4
+4
+4
模电第一章半导体基础及二极管电路
vS
if (vS 0) vS
if (vS 0) vS
D1
vS
RL vO
D2
D1
vO
RL vO
D2
D1
RL vO
vS
D2
t
t
D1
RL vO
D2
38
二极管整流电路：全波整流
D4
D1
AC
Line
vS
vO
vS
Voltage
R
t
D2
D3
3
本征半导体及其特性
导 体 (Conductor)
电导率 ＞105 铝、金、钨、铜等金属，镍铬等合金。
半导体 (Semiconductor)
电导率 10-9~ 102 硅、锗、砷化镓、磷化铟、碳化镓、重掺杂多晶硅
绝缘体 (Insulator)
电导率10-22 ~10-14
二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅等
RL VO
当 RL不变时：
Vs
Vo
Vz
I Vo z
IR
VR
Vo 当 Vs 不变时：
# 不加R可以吗？
RL Io IR Vo Iz IR VR
Vo
41
二极管模拟电路：限幅电路（一）
限幅：按照规定的范围，将输入信号波形的一部分传 送到输出端、而将其余部分消去。一般利用器件的开 关特性实现
I evD /VT S
当vD 100mV 时，i IS ，反向电流基本不变
第一章二极管及其基本电路
PN结方程
iD I S ( e
v D / nVT
1)
PN结的伏安特性 非线性
其中： IS ——反向饱和电流
VT ——温度的电压当量 常温下（T=300K） kT VT 0.026V 26 mV q n —发射系数 vD —PN结两端的外加电压
v D / nVT i I e 近似 正向： D S 估算 反向： i I D S
1 掺杂性：在纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变。
§1.1 半导体的基本知识
电子器件中，用的最多的半导体材料是硅和锗。
Ge
Si
+4
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。
2
二、本征半导体 本征半导体 — 完全纯净、结构完整的半导体晶体。
半导体的共价键结构
§1.1 半导体的基本知识
+4
⑴PN结加正向电压:P区接正，N区接负
变薄
－ － － － － + + + + +
＋
I ： 扩散电流 + + + + + － － － － － P区 N区
－ － － － － + + + + +
－
IF
外电场 小 内电场被削弱，多子的扩散加 结 强，形成较大的扩散电流I。 VF
16
内电场
3.PN结的单向导电性
b.恒压降模型
当二极管导通后，认 为其管压降vD=VON。 常取vD硅=VON=0.7V vD锗=VON=0.2V
适用
只有当二极管的电流iD近似 等于或大于1mA时才正确。
恒压降模型
应用较广泛。
模拟电子技术第一章 半导体二极管及其电路练习题(含答案)
第一章半导体二极管及其电路【教学要求】本章主要介绍了半导体的基础知识及半导体器件的核心环节—PN结。
PN结具有单向导电特性、击穿特性和电容特性。
介绍了半导体二极管的物理结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
理想情况下，二极管相当于开关闭合与断开。
介绍了二极管的简单应用电路，包括整流、限幅电路等。
同时还介绍了稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管。
教学内容、要求和重点见如表1.1。
表1.1 教学内容、要求和重点【例题分析与解答】【例题1-1】二极管电路及其输入波形如图1-1所示，设U im>U R,，二极管为理想，试分析电路输出电压，并画出其波形。
解：求解这类电路的基本思路是确定二极管D在信号作用下所处的状态，即根据理想二极管单向导电的特性及具体构成的电路，可获得输出U o的波形。
本电路具体分析如下：当U i增大至U R时，二极管D导通，输出U o被U R嵌位，U o=U R，其他情况下，U o=U i。
这类电路又称为限幅电路。
图1-1【例题1-2】二极管双向限幅电路如图1-2 (a)所示，若输入电压U i=7sinωt (V)，试分析并画出电路输出电压的波形。
（设二极管的U on为0.7V，忽略二极管内阻）。
图1-2解：用恒压降等效模型代替实际二极管，等效电路如图1-2(b)所示，当U i<－3.7V时，D2反偏截止，D1正偏导通，输出电压被钳制在－3.7V；当－3.7V<U i <3.7V时，D1、D2均反偏截止，此时R中无电流，所以U o=U i；当3.7V<U i时，D1反偏截止，D2正偏导通，输出电压被钳制在3.7V。
综合上述分析，可画出的波形如图1-20(c)所示，输出电压的幅度被限制在正负3.7V 之间。
【例题1-3】电路如图1-3（a），二极管为理想，当B点输入幅度为±3V、频率为1kH Z的方波，A点输入幅度为3V、频率为100kH Z的正弦波时，如图1-3（b），试画出Uo点波形。
电子技术基础--第一章--半导体二极管及其基本电路
（二）P型半导体
在本征半导体中掺入三价元素如B
+4
++34
+4
+4
+4
+4
因留下的空穴很容易俘获 电子，使杂质原子成为负 离子。三价杂质 因而也
称为受主杂质。
+4
+43
+4
空穴是多子 （杂质、热激发） 自由电子是少子（热激发）
本节中的有关概念
• 本征半导体、杂质半导体 • 施主杂质、受主杂质 • 自由电子、空穴 • 多数载流子、少数载流子 • N型半导体、P型半导体
（b）锗二极管2AP15的伏安特性曲线
iDIS(euD/UT 1)
• 死区电压Uth
– 硅二极管的死区电压一般为0.5V，锗二极管 的死区电压一般为0.1V。
• 硅二极管正向导通电压约为0.7V，锗二 极管正向导通电压约为0.2V。
• 反向击穿电压UBR 。
三、温度对二极管的伏安特性的 影响
N区空穴（少子）向P区漂移 同时进行
P区自由电子（少子）向N区漂移 4. 刚开始,扩散运动大于漂移运动,
最后,扩散运动等于漂移运动,达到动态平衡
扩散运动 漂移运动
多子从浓度大向浓度小的区域扩散,称扩散运动 扩散运动产生扩散电流。扩散电流的真实方向是 从P区指向N区的 。
少子在电场的作用下向对方漂移,称漂移运动。 漂移运动产生漂移电流。漂移电流的真实方向是从 N区指向P 区的 。
本征半导体中的自由电子和空穴成对出现
四、本征半导体的特性
（1）热敏特性 （2）光敏特性 （3）搀杂特性
三种方式都可使本征半导体中的载流子数目增加，导电 能力增强，但是并不是当做导体来使用，因为与导体相 比，导电能力还差得远。
模拟电子技术电子教案第一章半导体二极管及其电路分析教案
1.半导体二极管及其电路分析【重点】半导体特性、杂质半导体、PN结及其单向导电特性。
【难点】PN结形成及其单向导电特性。
1.1 半导体的基本知识1.1.1 半导体的基本知识（1）导电能力对温度的反应非常灵敏。
（2）导电能力受光照非常敏感。
（3）在纯净的半导体中掺入微量的杂质（指其他元素），它的导电能力会大大增强。
1.1.2 本征半导体纯净的半导体称为本征半导体，常用的本征半导体是硅和锗二晶体。
半导体有两种载流子，自由电子和空穴，如果从本征半导体引出两个电极并接上电源，此时带负电的自由电子指向电源正极作定向运动，形成电子电流，带正电的空穴将向电源负极作定向运动，形成空穴电流，而在外电路中的电流为电子电流和空穴电流之和。
1.1.3 杂质半导体1.N型半导体在硅晶体中掺入微量5价元素，如磷（或者砷、锑等），如图所示。
这种半导体导电主要靠电子，所以称为电子型半导体，简称N型半导本。
在N型半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴2.P型半导体如果在硅晶体中，掺入少量的3价元素硼（铟、钾等），如图1-5所示。
这种半导体的导电主要靠空穴，因此称为空穴型半导体，有称P型半导体。
P型半导体的空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
结论：N型半导体、P型半导体中的多子都是掺入杂质而造成的，尽管杂质含量很微，但它们对半导体的导电能力却有很大影响。
而它们的少数载流子是热运动产生的，尽管数量很少，但对温度非常敏感，对半导体的性能有很大影响。
1.1.4 PN结及其单向导电特性1.PN结的形成结论：在无外电场或其它因素激发时，PN结处于平衡状态，没有电流通过，空间电荷区是恒定的。
另外，在这个区域内，多子已扩散到对方并复合掉了，好像耗尽了一样，因此，空间电荷区又叫做耗尽层。
2.PN结单向导电性（1）正向特性当PN结外加正向电压（简称正偏），电源正极接P，负极接N，PN结处于导通状态，导电时电阻很小。
（2）反向特性当外加反向电压（简称反偏），电源正极接N，负极接P，PN结处于截止状态结论：PN结正偏时电路中有较大电流流过，呈现低电阻，PN结导通；PN结反偏时电路中电流很小，呈现高电阻，PN结截止，可见PN结具有单向导电性。
模拟电子技术基础知识点总结
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----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。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。
6.杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通，反向截止。
*二极管伏安特性----同ＰＮ结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路);若V阳<V阴( 反偏)，二极管截止(开路)。
1）图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路);若V阳<V阴( 反偏)，二极管截止(开路)。
*三种模型微变等效电路法三.稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。
模拟电子技术基础第四版课件-第一章
20A IB=0 9 12 UCE(V)
(1-51)
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏，
3
IB>IC，UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
(1-52)
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
I,UB=B80E0<,ICA死=I区CEO 电压60，A称为 截止40区A。
变薄
+ P
－+ －+ －+ －+
内电场被削弱，多子 的扩散加强能够形成 较大的扩散电流。
_ N
外电场
R
内电场
E
(1-22)
2、PN 结反向偏置
_ P
变厚
－+ －+ －+ －+
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。
+
N
内电场
外电场
R
E
(1-23)
3 PN 结方程
I
U
I I S (e UT 1)
U
三 PN结的击穿
(1-24)
四 PN结的电容效应
PN结高频小信号时的等效电路： rd
势垒电容和扩散电 容的综合效应
(1-25)
1. 2 半导体二极管
1.2. 1 半导体二极管的结构和符号
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
模拟电子技术教案-第1章 半导体二极管及其基本应用
模拟电子技术主编第1章半导体二极管及其基本应用1.1.1 半导体的基础知识本证半导体1.定义：纯净的单晶半导体称为本征半导体。
2.本征半导体的原子结构及共价键：共价键内的两个电子由相邻的原子各用一个价电子组成，称为束缚电子。
3.本征激发和两种载流子：——自由电子和空穴受温度的影响，束缚电子脱离共价键成为自由电子，在原来的位置留有一个空位，称此空位为空穴。
在本征半导体中，自由电子和空穴成对出现，数目相同。
复合现象：空穴出现以后，邻近的束缚电子可能获取足够的能量来填补这个空穴，而在这个束缚电子的位置又出现一个新的空位，另一个束缚电子又会填补这个新的空位，这样就形成束缚电子填补空穴的运动。
为了区别自由电子的运动，称此束缚电子填补空穴的运动为空穴运动。
4. 结论(1）半导体中存在两种载流子，一种是带负电的自由电子，另一种是带正电的空穴，它们都可以运载电荷形成电流。
（2）本征半导体中，自由电子和空穴相伴产生,数目相同。
（3）一定温度下，本征半导体中电子空穴对的产生与复合相对平衡，电子空穴对的数目相对稳定。
（4）温度升高，激发的电子空穴对数目增加，半导体的导电能力增强。
这是半导体和导体在导电机制的本质差异。
另一方面，空穴的出现是半导体导电区别导体导电的一个主要特征。
杂质半导体1.定义：为了提高半导体的导电能力可在本征半导体中掺入微量杂质元素，该半导体称为杂质半导体。
2.半导体分类在本征半导体中有意识加入微量的三价元素或五价元素等杂质原子，可使其导电性能显著改变。
根据掺入杂质的性质不同，杂质半导体分为两类：电子型（N 型）半导体和空穴型（P 型）半导体。
（1）N 型半导体在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的五价元素，如磷（P）、砷（As）等，则构成N 型半导体。
五价的元素具有五个价电子，它们进入由硅（或锗）组成的半导体晶体中，五价的原子取代四价的硅（或锗）原子，在与相邻的硅（或锗）原子组成共价键时，因为多一个价电子不受共价键的束缚，很容易成为自由电子，于是半导体中自由电子的数目大量增加。
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交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直 流，其中既有直流成分又有交流成份。滤波电路利 用储能元件电容两端的电压(或通过电感中的电流) 不能突变的特性, 将电容与负载RL并联(或将电感与 负载RL串联)，滤掉整流电路输出电压中的交流成 份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形的目 的。
一、 电容滤波电路 1. 电路组成和工作原理
I
其中： US=5V，R=1K
+ -
US
R 解：所示电路中二极管处于导通状态，
因此： I U S 0.6 5 0.6 4.4mA
R
1
二极管为电流控制型元件，R是限流电阻。
例2：下图中，已知VA=3V， VB=0V， VDA 、VDB为锗 管，求输出端Y的电位并说明二极管的作用。
第8章
电容 充电
电容 放电
T
VD4
u1
u2
VD3
VD1
io
uC
C
RL
uo
VD2
二极管导通时给电容充电,二极管截止时电容向负载放电.
具体分析：
u1 u1
a D4
u2
b
RL接入（且RLC较大）时
u2
忽略整流电路内阻
电容通过RL放电，在整 流电路电压小于电容电
压时，二极管截止，整 流电路不为电容充电，
u0
高级维修电工“电子技术”理论知识试题细目表： 半导体二极管的整流滤波电路 稳压管稳压电路的组成 三极管射极输出器的组成 三极管信号放大电路的计算 集成运算放大器基础知识 集成运算放大器的应用 基本逻辑门电路的基本知识 脉冲波形的产生及整形电路
高级维修电工“电子技术”理论知识试题细目表： 晶闸管的工作原理 晶闸管的主要参数 单相晶闸管的整流电路 三相晶闸管的整流电路 带感性负载时晶闸管的整流电路 晶闸管元件的选择和保护 晶闸管对触发电路的要求
U2
Uo 0.45
24 0.45
53.3
V
整流二极管承受的最高反向电压为：
U RM 2U 2 1.41 53.3 75.2 V
流过整流二极管的平均电流为： ID Io 1 A
因此可选用 2CZ12B 整流二极管，其最大整流电流为 3 A，
最高反向工作电压为 200V。
（2 ）当 采用 桥式 整流 电 路时 ，变 压器 副边 绕 组 电压有效值为：
P型区 N型硅
PN结
负极引线
正极 负极
负极引线 点接触型二极管
面接触型二极管
二极管的符号
二极管的型号
• 例如：2 C K 18
•
序号
•
（K--开关、W--稳压、Z--
•
功能 整流、P--检波）
•
（A、B--锗）
•
材料（C、D--硅）
•
二极管
2.伏安特性 I
死区电压 硅管 0.5V,锗管0.2V 。
第一章 半导体二极管及整流电路
第一节 半导体的导电特性及PN结 第二节 二极管整流电路 第三节 滤波电路 第四节 稳压管及稳压电路
第一节 半导体的导电特性及PN结
自然界中很容易导电的物质称为导体，金 属一般都是导体。
有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。
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，如锗、硅、砷化镓和一些 硫化物、氧化物等。
uO
UDRM =
2U2 ,
ID =
1 2
IO
2 U2
选用二极管的依据是:
o
iO
ID 应小于IOM (最大整流电流）
Im
UDRM应小于UR M(最高反向工作电压) o
IO= 0.9I2 ,
uD
o
I2 = 1.11 IO ,
2
2 2
U2 =1.11 UO
2 U2
u u D2 D1 u u D4 D3
本征半导体不导电。
+4
+4
+4
硅原子
+4
+4
+4
价电子
+4
+4
+4
本征半导体的共价键结构
在常温下自由电子和空穴的形成
+4
成对消失
复合
+4
+4
+4
+4
+4
+4
空
自由电子
穴
成对出现
+4
+4
本征激发
1.两种载流子
空穴导电的 实质是共价 键中的束缚 电子依次填 补空穴形成 电流。故半 导体中有电 子和空穴两 种载流子。
U2
Uo 0.9
24 0.9
26.7
V
整流二极管承受的最高反向电压为：
U RM 2U2 1.41 26.7 37.6 V 流过整流二极管的平均电流为：
ID
1 2
Io
0.5
A
因此可选用四只 2CZ11A 整流二极管，其最大整
流电流为 1 A，最高反向工作电压为 100V。
第三节 滤波电路
在一定的条件下，多子扩散与少子漂移达到动态平衡，
空间电荷区的宽度基本上稳定下来。
P区
空间电荷区
N区
多子扩散 内电场方向 少子漂移
2. PN 结的单向导电性
（1） 外加正向电压
P区
外电场驱使P空区间的电空荷N穴区区进电变入窄子空进间入空间电荷区
N 区 电荷区抵消一部分负抵空消间一电部荷分正空间电荷
I2=1.57 IO , U2=2.22 UO
2 U2
2 3 t
2 3 t
2 3 t
二、 桥式整流电路
第8章
1. 桥式整流工作的组成
由变压器 T 和二极管V D1VD4 及负载 RL 组成。
2. 整流工作原理 — u2正半周
T+
VD4
u1
u2
– VD3
VD1 VD2
u1
VD
u2 uD C
io 估算公式: UO=1.0U2
u RL
o 注意 : UDRM=2 2U2
u2
2 U2
0
Uo
2 U2
2 3 t
UDR
0.9U2 0.45U2
0
半波整流电容滤波
Io
电路的外特性
分析RL未接 入时的情况：
u1
忽略整流电路内阻
D4 u2 b
D1
D3
C
D2
u2
S RL u0
多子。近似认为多子与杂质浓度相等。
2.P型半导体中空穴是多子，电子是少子。
二、PN结及其单向导电性
1. PN 结的形成
用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上,形成 P型半导体区域 和 N型半导体区域,在这两个区域的交界处就形成了一个PN 结。
P 区 P区的空穴空向间N电区扩荷散区并与电子复N合区
内N区电的场电方子向向P区扩散并与空穴复合
io
RL uo
VD1和VD3导通,VD2和VD4截止(相当于开路)
第8章
2. 整流工作原理 — u2负半周
T–
VD4
u1
u2
+ VD3
VD1
io
RL uo
VD2
VD2和VD4导通，VD1和VD3截止
3. 电压、电流的计算
u2
2 U2
UO = 0.9U2 ,
IO=
UO RL
=
0.9U2 RL
o
2
u0会整逐流渐电下路降为。电
容充电
D1
D3
C
D2
S RL u0
t
没有电容时的 输出波形
t
u1 u1
RL接入（且RLC较大）时 忽略整流电路内阻
只有整流电路输 出电压大于u0的 时间区间，才有 充电电流。因此 整流电路的输出 电流是脉冲波。
D4 u2 b
D1
D3
C
D2
u2
S RL u0
t
整流电路的
u0
解： VDA优先导通，则
A VDA
VY=3–0.3=2.7V
B
VDA导通后, VDB因反偏而截止,
VDB
Y
R
起隔离作用, VDA起钳位作用,
–12V
将Y端的电位钳制在+2.7V。
二极管导通后，管子上的管压降基本恒定。
第二节 整流电路
u2
一、单相半波整流电路 2 U2
1. 电路组成
o
2. 工作原理
uo
反向击穿电 压U(BR)
导通压降: 硅 管0.6~0.7V,锗 管0.2~0.3V。
U
小结： （1）二极管正向电压很
小时，有死区。 （2）二极管正向导通时
管压降基本固定。 导通电阻很小。 （3）二极管反向截止时， 反向电流很小，并 几乎不变，称反向 饱和电流。 （4）反向电压加大到一 定程度二极管反向 击穿。
在硅或锗的晶体中
掺入少量的三价元
素,如硼,则形成P 型
半导体。
+4
+4
+4
+4
负硼离原子子
+43
+4
填补空位
空穴
+4
+4
负离子
空穴是多数载流子 电子是少数载流子
P 型半导体结构示意图
结论
1.N型半导体中电子是多子，其中大部分是掺杂提供
的电子，本征半导体中受激产生的电子只占少数 。 N型半导体中空穴是少子，少子的迁移也能形 成电流，由于数量的关系，起导电作用的主要是