二极管整流电路工作原理PPT演示课件
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电工学第6章 半导体二极管及整流电路PPT课件
第6章 半导体二极管及整流电路
当u2上升到峰值后（图中b点）：
D1
u2
D4
uL
b
e
a
c d
fg
D3
D2 C
RL uC
uL
O
t
充电 放电
（a）电路图
（b）波形图
图 6.17 桥式整流滤波电路
u2开始按正弦规律下降，电容按指数规律放电，开始 趋势与u2基本相同，见图中曲线的bc段。
当u2下降到c点后: uC的下降速度就会小于u2 的下降速度， 使uC >u2 ，此时D1、D3变为反向偏置而截止，电容通过RL自 由放电，见图中曲线的cd段。
反向电压为u2 。
O
iD1, 3
2 3 t 2 3 t
u2负半周： D2、 D4导通，D1、 D3
截止； uL等于u2 ， D1、 D3承
受反向电压为u2 。
O
iD 2, 4
2 3 t
O
2 3 t
图 6.16 桥式整流电路波形 波形
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第6章 半导体二极管及整流电路
输出电压平均值：
a
Tr D4
D1
u2
D3
D2 b
RL uL
Tr u2
RL uL
（a） 电路原理图
（b）简化画法
图 6.15 单相桥式整流电路
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第6章 半导体二极管及整流电路
2、分半周：
O
D1、 D3导通，D2、 D4截
止；
uL
uL等于u2 ， D2、 D4承受
第6章 半导体二极管及整流电路
6.3 单向整流滤波电路
6.3.1 单相半波整流电路
电工电子技术_认识二极管整流电路PPT课件
即正稳压器和负稳压器，分别为CW7800系
列和CW7900系列。
•
如图5.36所示，三端集成稳压器只
有3个引脚，分别为输入端、输出端和公共
端。
编辑版pppt
48
•
CW7800系列的管脚排列是1脚为输入
端，2脚为输出端，3脚为公共端；CW7900系
列的管脚排列是1脚为公共端，2脚为输出端，
3脚为输入端。
编辑版pppt
5
5.3.3 分析并验证二极管桥式整 流电路的规律
1．电路工作原理
变压器的初级接上交流电源u1后，在次级感应 出交流电压u2，其瞬时值为
u2 2U2sint
式中：u2—瞬时值； U2—交流电压有效值； ω—角频率；
ωt—相位角。
编辑版pppt
6
u1 u2
编辑版pppt
7
•
如图5.24（a）所示，设u2在正半周时，A
21
3．倍压整流电路
• 市场上出售的灭蚊灯、灭蝇灯，它们是把 220V交流电经过倍压整流获得1 000V以上的 直流电来电击虫子。
• 倍压整流的目的，不仅要将交流电转换成 直流电（整流），而且要在一定的变压器 次级电压（U2）之下，得到高出若干倍的 直流电压（倍压）。
编辑版pppt
22
• 实现倍压整流的方法，是利用二极管的整 流和导引作用，将较低的直流电压分别存 在多个电容器上，然后将它们按照相同的 极性串接起来，从而得到较高的输出直流 电压。
40
2．稳压原理
• 当输入电压UI升高或负载RL阻值变大时，都 会造成输出电压UL随之增大。
• 那么稳压管的反向电压UZ也会上升，从而 引起稳压管电流IZ的急剧加大，导致R上的 压降UR增大，从而抵消了输出电压UL的变 化。
二极管三相桥式整流基本原理ppt课件
导通,电流方向：c—VD6—d—RL—
ud ucb uabuacubc uba uca
a c’ b a’ c b’ a
e—VD2—b
d c,e b
ud c b ucb
2U sin(t 2 )
3
2U sin(t 2 ) 3 2U sin(t )
wtawtc’wtbwta’wtcwtb’ 输出电压波形图
3
25
VD4 VD5 VD6
d
ua ub
iVD4 iVD5 iVD6 a b c
ud
uc
iVD1 iVD2 iVD3
VD1 VD2 VD3
② wta~wtc’ : a 最高,VD4导通; b 最底
VD2导通; 电流方向:a—VD4—d—RL—e—
e
ud ucb uabuacubc uba uca
a c’ b a’ c b’ a
④ wtb~wta’， b 最高,VD5导通; c 最低,VD3
导通;电流方向:b—VD5—d—RL—e—VD3— c
d b,e c
ud ubc b c ubc
2U sin(t 2 )
• wta wt wtb ，a点电位 a 最高，VD4 导通，d a
• wtb wt wtc ，b点电位 b 最高，VD5 导通，d b
• w导tc通，wt dwtac ，c点电位 c 最高，VD6 每个二极管导电120o，d点电位为 a ,b ,c
6
wtawtc’wtbwta’wtcwtb’ 输出电压波形图
7
VD4 VD5 VD6
d
• 共阳极二极管的导电规律为：阴极电位最 低的一个二极管导电。
ud ucb uabuacubc uba uca
a c’ b a’ c b’ a
e—VD2—b
d c,e b
ud c b ucb
2U sin(t 2 )
3
2U sin(t 2 ) 3 2U sin(t )
wtawtc’wtbwta’wtcwtb’ 输出电压波形图
3
25
VD4 VD5 VD6
d
ua ub
iVD4 iVD5 iVD6 a b c
ud
uc
iVD1 iVD2 iVD3
VD1 VD2 VD3
② wta~wtc’ : a 最高,VD4导通; b 最底
VD2导通; 电流方向:a—VD4—d—RL—e—
e
ud ucb uabuacubc uba uca
a c’ b a’ c b’ a
④ wtb~wta’， b 最高,VD5导通; c 最低,VD3
导通;电流方向:b—VD5—d—RL—e—VD3— c
d b,e c
ud ubc b c ubc
2U sin(t 2 )
• wta wt wtb ，a点电位 a 最高，VD4 导通，d a
• wtb wt wtc ，b点电位 b 最高，VD5 导通，d b
• w导tc通，wt dwtac ，c点电位 c 最高，VD6 每个二极管导电120o，d点电位为 a ,b ,c
6
wtawtc’wtbwta’wtcwtb’ 输出电压波形图
7
VD4 VD5 VD6
d
• 共阳极二极管的导电规律为：阴极电位最 低的一个二极管导电。
《二极管工作原理》课件
检波电路
检波电路
利用二极管的导通和截止特性，从调频信号 中提取出调制信号。
检波过程
利用二极管将调频信号的负半周通过负载， 正半周被截止，从而得到调制信号。
调频信号
通过改变载波的频率来传递信息。
调制信号
包含信息的信号，可以是音频、视频或数据 信号。
开关电路
开关电路
利用二极管的单向导电 性，实现电路的通断控
STEP 03
反向结构中，PN结的电 阻较大，因此电流较小。
当反向电压施加在二极管 上时，电流无法通过PN 结，因此二极管处于截止 状态。
PN结
PN结是二极管的核心部分，由P型半导体和N型半导 体相接触形成。
在PN结中，存在一个由N型半导体指向P型半导体的 电场，该电场可以阻止多数载流子的运动。
当正向电压施加在PN结上时，多数载流子会克服电场 阻力而流动，形成电流。当反向电压施加时，多数载
流子被阻止流动，电流无法形成。
Part
03
二极管的工作原理
正向导通
正向导通是指当二极管两端加上正向电压时，二极管正向导通，电流可以通过二极 管。
正向导通的原因是二极管内部的PN结在正向电压作用下变薄，使得电子和空穴能够 更容易地通过，形成电流。
正向导通时，二极管的电阻很小，因此电流较大。
反向截止
反向电流限制
应控制二极管的反向电流在规定范围 内，以防止过热或性能退化。
工作温度
二极管的工作温度应保持在规定范围 内，避免过高或过低的温度影响其性 能和可靠性。
焊接与安装
在焊接和安装二极管时，应遵循正确 的工艺要求，避免过热或机械应力造 成损坏。
THANKS
感谢您的观看
品牌信誉
二极管整流电路工作原理PPT课件
P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。
三、杂质半导体的示意表示法
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数 量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂 质浓度相等。
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）。
一、N 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或 锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代， 磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的 半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个 电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子， 这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个 磷原子给出一个电子，称为施主原子。
一、本征半导体的结构特点
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。
Ge
பைடு நூலகம்
Si
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
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。
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟）， 晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外 层有三个价电子，与相邻的
二极管整流电路工作原理
二极管整流电路工作原理1.二极管的基本特性二极管是一种半导体器件，由P型半导体和N型半导体组成。
P型半导体具有电子亏损，N型半导体具有电子富余。
当P型半导体和N型半导体接触时，形成一个PN结，该结具有单向导电性。
2.单向导电性在PN结的正向偏置下，即P端连接正电源，N端连接负电源，电流能够从P端流向N端，二极管处于导通状态；反之，PN结的反向偏置下，即P端连接负电源，N端连接正电源，电流几乎无法通过PN结，二极管处于截止状态。
3.单向导电性的应用：二极管整流电路基于二极管的单向导电性，可以将交流信号转化为直流信号。
具体的电路示意图如下：```RAC信号>-----，>，-----+----------->CGND```其中，AC信号表示输入的交流信号，R为电阻，C为电容，箭头方向表示电流的传输方向。
4.工作原理在整流电路中，二极管起到了关键作用，其可以实现单向导电性。
在正半周的时候，电流从二极管的正向执行端P流向负向执行端N，此时二极管处于导通状态，电流经过电阻负载直接流向信号源的负极，实现了信号的半波整流。
在负半周的时候，电流无法从二极管的负向执行端流向正向执行端，此时二极管处于截止状态，实现了信号的突变导通。
由于电容的存在，直流信号能够顺利通过电路，而交流信号则被电容隔绝，从而实现了对交流信号的整流。
5.不同类型的整流电路根据信号的整流方式，二极管整流电路可以分为半波整流电路和全波整流电路。
-半波整流电路：在半波整流电路中，电流只能通过一个半周，另一个半周电路处于截止状态。
因此，输出为输入信号的半波整流波形。
半波整流电路的缺点是只能利用输入信号的一半能量。
-全波整流电路：为了充分利用输入信号的能量，可以使用全波整流电路。
全波整流电路通过使用两个二极管和中心引出两个输出端，不仅在正半周输出正向整流波形，同时在负半周输出反向整流波形，从而实现了对整个交流信号的整流。
总结：二极管整流电路通过利用二极管的单向导电性，将交流信号转化为直流信号。
二极管PPT课件(完整版)
二极管反向击穿，两引脚之间内阻很小， 二极管无单向导电性，二极管损坏.
二极管主要参数
参数名称 符号
解说
是指二极管长时间正常工作下， 最大整流电流 Im 允许通过二极管的最大正向电流
值。
反向电流
是指二极管加上规定的反向偏置
Ico 电压情况下，同过二极管的反向 电流值。
最大反向工作 电压
Urm
二极管工作时承受最大的反向电
压，处于
R1
正向偏置
状态
I+
VD1
E1
-
R1
二极 管导
通通
路
I
VD1
二极管导通的条件：
正向偏置电压; 正向偏置电压大到一定程度，对于硅管 而言0.7V，对于锗管而言为0.2V。
二极管截止状态工作原理
如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极
管的反向偏置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止， 二极管两引脚间电阻很大，相当于开路。如图所示，只要是反 向电压二极管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会 击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。
极管的正极，红表笔接二极管的负极，此
时表针应向右偏转一个很大的角度，所指
示阻值较小。此时阻值越小越好。
测量正向电阻
解说
几十到几KΩ
说明二极管正向电阻正常。
正向电阻为零或远小于几 欧姆
说明二极管已经击穿。
几百KΩ
正向电阻很大，说明二极管已经开路。
几十KΩ
二极管正向电阻较大，正向特性不好。
测量时表针不稳定二极管Fra bibliotek极为R1
负电压，反向
偏置状态
E1
VD1
E1
二极管的整流原理
二极管的整流原理
二极管的整流原理是基于其非线性电流-电压特性的。
二极管
具有正向导通和反向截止两种工作状态。
当二极管的正向电压超过其阈值电压（即正向启动电压），正向电流突然增大，二极管进入导通状态。
此时，电流可以自由通过二极管，使得电压在电路中正向传导。
反之，当二极管的反向电压大于其阈值电压时，就会发生反向击穿，二极管进入截止状态，电流无法通过正向传导。
基于这种特性，可以利用二极管进行整流。
在半波整流电路中，通过将交流电源的正半周接入二极管，负半周接入负载，可以使得只有正向的电压和电流通过二极管到达负载，而负向的部分则被截止。
这样，输出信号变成了单向的直流电压。
而在全波整流电路中，通过使用两个二极管和一个中心点接地的变压器，将交流电源的两个相位分别接入两个二极管，可以实现对交流信号的完全整流，输出为单向的直流电压。
综上所述，二极管的整流原理是基于其非线性电流-电压特性，利用其导通与截止的状态来实现对交流信号的整流。
《二极管工作原理》课件
二极管的发展历程
二极管的历史可以追溯到20世纪初。随着半导体技术和微电子学的进步，二极管的性能不断提高，应用 领域也不断扩大。
总结和重点讲解
本课件通过介绍二极管的定义、结构、正反向特性、工作原理、应用场景和 发展历程等内容，希望使大家能够深入理解二极管的工作原理，并在实际应 用中发挥出更大的作用。
二极管的应用场景
发光二极管（LED）
将电能转化为光能，广泛应用于照明、显示和 指示等领域。
整流二极管
将交流电转换为直流电，用于电源和电路的转 换和稳定。
稳压二极管（Zener）
具有稳定的逆向击穿电压，用于电路稳定和调 节电压。
光电二极管
将光能转化为电能，应用于光电传感、光通信 和太阳能电池等领域。二极管的工作原理1
内部电场
2
P区和N区形成内部电场，在没有外加
电压时阻止电子和空穴的扩散。
3
截止状态
4
反向偏置时，内部电场增强，阻止电 子和空穴的扩散，使二极管处于截止
状态。
电子结构
二极管由PN结构组成，其中P型半导 体富含正空穴，而N型半导体富含自 由电子。
导通状态
正向偏置时，内部电场减弱，允许电 子和空穴相遇并导电。
《二极管工作原理》PPT 课件
二极管是一种电子器件，具有独特的结构和工作原理。本课件将全面介绍二 极管的定义、正向特性、反向特性以及应用场景等内容，并回顾其发展历程。
什么是二极管？
二极管是一种具有两个电极的电子器件，由P型半导体和N型半导体材料组成。 其结构简单紧凑，具有卓越的电子特性和广泛的应用领域。
二极管的正向特性
在正向偏置下，二极管呈现出特定的电流与电压关系。当正向电压达到一定值时，二极管将导通，带来 电流的流动。正向特性是二极管常见应用的基础。
二极管整流滤波电路PPT课件
图7.1.5三相桥式整流电路
7.1 二极管整流滤波电路
分析方法： 在每个六分之一周期时间内，相电压u2U、 u2V、u2W中总有一个是最大的，一个是最小的。
对于共阴极连接的二极管，哪一只的正极电 位最高，则这只二极管就处于导通状态；
对于共阳极连接的二极管，哪一只的负极电 位最低，则这只二极管就处于导通状态。
IOUO RL来自0.9U2 RL二极管的电流平均值
IV
1 2IO
0.45U2 RL
二极管截止时，承受的最高反向工作电压为
URM 2U2
脉动系数S为
42
S
3
U2 0.67
22 U2
7.1 二极管整流滤波电路
[例7.1.2]如图桥式整流电路，其负载要求电压Uo=36V， 电流为Io=10A，当采用单相桥式整流电路，试求：（1） 整流元件所通过的电流和能承受的最大反向工作电压。
（2）若V2因故损坏开路，Uo和Io为多少？（3）若V2短 路，会出现什么情况？
解：（1）整流元件通过的电流为
11 IV2IO2105(A)
变压器副边电压有效值为 U2U 0.O 903.9640(V)
整流元件所承受的最大反向工作电压为
U RM 2 U 2 1 .4 4 0 5(V 6 )
7.1 二极管整流滤波电路
极管。
7.1 二极管整流滤波电路
3．三相桥式整流电路 优点：三相整流电路具有输出电压脉动小，输出
功率大，变压器利用率高并能使三相电网的负荷平衡。 电路组成：通常变压器的初级绕组接成三角形，
次级绕组接成星型。由六个二极管V1~V6组成桥式整 流电路，共阴极连接二极管V1、V3、V5；共阳极连接 二极管V2、V4、V6。
图7.1.1单相半波整流电路
7.1 二极管整流滤波电路
分析方法： 在每个六分之一周期时间内，相电压u2U、 u2V、u2W中总有一个是最大的，一个是最小的。
对于共阴极连接的二极管，哪一只的正极电 位最高，则这只二极管就处于导通状态；
对于共阳极连接的二极管，哪一只的负极电 位最低，则这只二极管就处于导通状态。
IOUO RL来自0.9U2 RL二极管的电流平均值
IV
1 2IO
0.45U2 RL
二极管截止时，承受的最高反向工作电压为
URM 2U2
脉动系数S为
42
S
3
U2 0.67
22 U2
7.1 二极管整流滤波电路
[例7.1.2]如图桥式整流电路，其负载要求电压Uo=36V， 电流为Io=10A，当采用单相桥式整流电路，试求：（1） 整流元件所通过的电流和能承受的最大反向工作电压。
（2）若V2因故损坏开路，Uo和Io为多少？（3）若V2短 路，会出现什么情况？
解：（1）整流元件通过的电流为
11 IV2IO2105(A)
变压器副边电压有效值为 U2U 0.O 903.9640(V)
整流元件所承受的最大反向工作电压为
U RM 2 U 2 1 .4 4 0 5(V 6 )
7.1 二极管整流滤波电路
极管。
7.1 二极管整流滤波电路
3．三相桥式整流电路 优点：三相整流电路具有输出电压脉动小，输出
功率大，变压器利用率高并能使三相电网的负荷平衡。 电路组成：通常变压器的初级绕组接成三角形，
次级绕组接成星型。由六个二极管V1~V6组成桥式整 流电路，共阴极连接二极管V1、V3、V5；共阳极连接 二极管V2、V4、V6。
图7.1.1单相半波整流电路
整流二极管基本原理 ppt课件
平均电流（ I D ）与反向峰值电压（ U M ）
是选择整流管的主要依据。
PPT课件
6
半波整流电路
该电路以“牺牲”一半交流为代价而换取整流的 效果，电流利用率很低，常用在高电压、小电流 的场合。
PPT课件
7
半波整流电路
I. 二极管上的平均电流： I D I R
II. 二极管上承受的最高电压： UM 2E2
整流二极管主要用于各种低频整流电路。
PPT课件
4
整流电路的主要参数
一．整流输出电压的平均值与脉动系数
（衡量整流电路性能）
整流输出电压平均值：
Uo
1
2
2
0 uod(t)
脉动系数S：
定义为整流输出电压的基波峰值
比。
U
与平均值
o1m
UO
之
PPT课件
5
整流电路的主要参数
二、平均电流与反向峰值电压：
12
桥式整流电路
几种常见的硅整流桥外形：
PPT课件
13
整流元件的使用
在高电压或大电流的情况下，若手头没有承受高电压或整 定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用
有几只二极管并联，流经每只二极管的电流就等于总电流 的几分之一
PPT课件
14
整流元件的使用
有几只管子串联，每只管子承受的反向电压就应等于总电 压的几分之一。
I. 二极管上承受的最大的电压：U M 2 2E2
II. 二极管上平均电流：
ID
1 2 IR
III.输出电压的平均值： U sc 0.9E2
PPT课件
11
桥式整流电路
其波形图和全波整流 是一样的，但该电路 每只二极管承受的反 向电压等于变压器次 级电压的最大值，比 全波整流电路小一半。
是选择整流管的主要依据。
PPT课件
6
半波整流电路
该电路以“牺牲”一半交流为代价而换取整流的 效果，电流利用率很低，常用在高电压、小电流 的场合。
PPT课件
7
半波整流电路
I. 二极管上的平均电流： I D I R
II. 二极管上承受的最高电压： UM 2E2
整流二极管主要用于各种低频整流电路。
PPT课件
4
整流电路的主要参数
一．整流输出电压的平均值与脉动系数
（衡量整流电路性能）
整流输出电压平均值：
Uo
1
2
2
0 uod(t)
脉动系数S：
定义为整流输出电压的基波峰值
比。
U
与平均值
o1m
UO
之
PPT课件
5
整流电路的主要参数
二、平均电流与反向峰值电压：
12
桥式整流电路
几种常见的硅整流桥外形：
PPT课件
13
整流元件的使用
在高电压或大电流的情况下，若手头没有承受高电压或整 定大电滤的整流元件，可以把二极管串联或并联起来使用
有几只二极管并联，流经每只二极管的电流就等于总电流 的几分之一
PPT课件
14
整流元件的使用
有几只管子串联，每只管子承受的反向电压就应等于总电 压的几分之一。
I. 二极管上承受的最大的电压：U M 2 2E2
II. 二极管上平均电流：
ID
1 2 IR
III.输出电压的平均值： U sc 0.9E2
PPT课件
11
桥式整流电路
其波形图和全波整流 是一样的，但该电路 每只二极管承受的反 向电压等于变压器次 级电压的最大值，比 全波整流电路小一半。
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所以扩散和漂移这一对相反扩的散运运动动 最终达到平衡，相当于两 个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。
电位V V0
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P型区
空间 电荷 区
N型区
注意:
1、空间电荷区中没有载流子。
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
空间电荷区， 也称耗尽层。
扩散运动
扩散的结果是使空间电荷区逐 渐加宽，空间电荷区越宽。
漂移运动
P型半导体
N型半导体 内电场E
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
二、本征半导体的导电机理
1.载流子、自由电子和空穴
在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完 全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电 粒子（即载流子），它的导电能力为 0，相当于绝缘体。
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。
2、空间电荷区中内电场阻碍P中的空穴、N区
中的电子（都是多子）向对方运动（扩散 运动）。
3、P 区中的电子和 N区中的空穴（都是少）， 数量有限，因此由它们形成的电流很小。
PN结的单向导电性
PN 结加上正向电压、正向偏置的意思都是： P 区 加正、N 区加负电压。
本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的 导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要 的外部因素，这是半导体的一大特点。
杂质半导体
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。
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）。
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，如锗、硅、砷化镓 和一些硫化物、氧化物等。
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。例如：
• 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。
本征半导体
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）。
一、N 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或 锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代， 磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相邻的 半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个 电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子， 这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个 磷原子给出一个电子，称为施主原子。
P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。
三、杂质半导体的示意表示法
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数 量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂 质浓度相等。
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或 铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子 的最外层有三个价电子，与相邻的
半导体原子形成共价键时，产 空穴
生一个空穴。这个空穴可能吸 引束缚电子来填补，使得硼原
+4
+4
子成为不能移动的带负电的离
子。由于硼原子接受电子，所 以称为受主原子。
+3
+4
硼原子
一、本征半导体的结构特点
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。
Ge
Si
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
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。
空穴
+4
+4
+4
+4
自由电子 束缚电子
2.本征半导体的导电机理
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。
+4
+4
+4
+4
在其它力的作用下，空穴吸 引附近的电子来填补，这样 的结果相当于空穴的迁移， 而空穴的迁移相当于正电荷 的移动，因此可以认为空穴 是载流子。
本征半导体中电流由两部分组成： 1. 自由电子移动产生的电流。 2. 空穴移动产生的电流。
二、 PN结
PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导 体和N 型半导体PN 结。
内电场越强，就使漂移运动越强，
而漂移使空间电荷区变薄。
漂移运动
P型半导体
N型半导体 内电场E
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
多余 电子
磷原子
+4 +4 +5 +4
N 型半导体中 的载流子是什 么？
1、由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。 2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。
掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓 度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子（多子），空穴 称为少数载流子（少子）。
二、P 型半导体
硅和锗的晶体 结构：
硅和锗的共价键结构
+4表示除 去价电子 后的原子
+4
+4
+4
+4
共价键共 用电子对
+4
+4
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。
+4
+4
共价键有很强的结合力，使原子规 则排列，形成晶体。
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。
项目六 二极管及其在汽车中的应用
学习目标：
l 熟悉二极管的结构组成及种类； l 了解各种二极管的特性及应用； l 了解半波整流电路。
半导体
N型半导体和P型半导体
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。
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。