第1章晶体二极管(1)
电子电路基础习题册参考答案
电子电路基础习题册参考答案免费提供（第三版）全国中等职业技术第一章常用半导体器件§1-1 晶体二极管一、填空题1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类，最常用的半导体材料是硅和锗。
2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同，可形成N 型半导体和P 型半导体。
3、纯净半导体又称本征半导体，其内部空穴和自由电子数相等。
N型半导体又称电子型半导体，其内部少数载流子是空穴；P型半导体又称空穴型半导体，其内部少数载流子是电子。
4、晶体二极管具有单向导电性，即加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。
一般硅二极管的开启电压约为0.5 V，锗二极管的开启电压约为0.1 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为0.7 V,锗二极管的正向压降约为0.3 V。
5.锗二极管开启电压小，通常用于检波电路，硅二极管反向电流小，在整流电路及电工设备中常使用硅二极管。
6.稳压二极管工作于反向击穿区，稳压二极管的动态电阻越小，其稳压性能好。
7在稳压电路中，必须串接限流电阻，防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。
8二极管按制造工艺不同，分为点接触型、面接触型和平面型。
9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。
10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。
11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。
12、图1-1-1所示电路中，二极管V1、V2均为硅管，当开关S与M 相接时，A点的电位为无法确定V,当开关S与N相接时，A点的电位为0 V.13图1-1-2所示电路中，二极管均为理想二极管，当开关S打开时，A点的电位为10V 、流过电阻的电流是4mA ；当开关S闭合时，A点的电位为0 V，流过电阻的电流为2mA 。
14、图1-1-3所示电路中，二极管是理想器件，则流过二极管V1的电流为0.25mA ，流过V2的电流为0.25mA ,输出电压U0为+5V。
第1章 半导体二极管和晶体管
型求出 IO 和 UO 的值。
+ UD -
解:
1、理想模型
UO = V = 6 V
E
IO = E / R = 6 / 6 = 1 (mA)
+
2 V ID
R UR
6KΩ
-
2、恒压降模型
UO = E – UD = 6 0.7 = 5.3 (V) IO = UO / R = 5.3 / 6 = 0.88 (mA)
反向击穿电压 I/mA 反向饱和电流
硅几 A
锗几十~几百 A UBR
硅管的温度稳
IS
O
U/V
定性比锗管好 反向 饱和电流
36
（二）极间电容
第三节、半导体二极管
C
1、PN结存在等效结电容
PN结中可存放电荷,相 当一个电容。
PN
+ ui –
R
– 2、对电路的影响：外加交流电源
+
时，当频率高时，容抗小，对PN
14
第一节、半导体的导电特性
N型半导体
多一个 价电子
4
+5
4
掺杂
4
4
4
15
本征激发
第一节、半导体的导电特性
N型半导体
4
+5
4
掺杂
正离子
电子
4
4
4
多子-------电子 少子-------空穴
N型半导体示意1图6
第一节、半导体的导电特性
P型半导体
多一个 空穴
4
+3
4
掺杂
4
4
4
17
本征激发
第一节、半导体的导电特性
电子电路基础习题册参考答案-第一章
第一章常用半导体器件§1-1 晶体二极管一、填空题1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类，最常用的半导体材料是硅和锗。
2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同，可形成 N 型半导体和 P 型半导体。
3、纯净半导体又称本征半导体，其内部空穴和自由电子数相等。
N型半导体又称电子型半导体，其内部少数载流子是空穴；P型半导体又称空穴型半导体，其内部少数载流子是电子。
4、晶体二极管具有单向导电性，即加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。
一般硅二极管的开启电压约为 V，锗二极管的开启电压约为 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为 V,锗二极管的正向压降约为V。
5.锗二极管开启电压小，通常用于检波电路，硅二极管反向电流小，在整流电路及电工设备中常使用硅二极管。
6.稳压二极管工作于反向击穿区，稳压二极管的动态电阻越小，其稳压性能好。
7在稳压电路中，必须串接限流电阻，防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。
8二极管按制造工艺不同，分为点接触型、面接触型和平面型。
9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。
10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。
11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。
12、图1-1-1所示电路中，二极管V1、V2均为硅管，当开关S与M 相接时，A点的电位为无法确定 V,当开关S与N相接时，A点的电位为 0 V.13图1-1-2所示电路中，二极管均为理想二极管，当开关S打开时，A点的电位为 10V 、流过电阻的电流是 4mA ；当开关S闭合时，A点的电位为 0 V，流过电阻的电流为 2mA 。
14、图1-1-3所示电路中，二极管是理想器件，则流过二极管V1的电流为，流过V2的电流为 ,输出电压U0为 +5V。
15、光电二极管的功能是将光脉冲信号转换为电信号，发光二极管的功能是将电信号转换为光信号。
第一章二极管-PPT课件
本征半导体：
四价元素
外层四个电子
原子实或惯性核 为原子核和内层电子组成
价电子为相邻两原子所共有
3.本征激发：
本征激发 电子空穴 成对产生
自由电子（带负电-e)
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
4.载流子 ：自由 +4 运动的带电粒子：
电子带负电： +4 －e=-1.6×10-19c,
空穴带正电:
e=1.6×10-19c.
锗管UD(ｏn)=0.2V。
（2）反向特性： 二极管两端加上反向 电压时，反向饱和电流IS很小（室温下， 小功率硅管的反向饱和电流IS小于0.1μA。 （3）反向击穿特性 二极管两端反向电压 超过U(BR)时，反向电流IR随反向电压的增大 而急剧增大， U(BR) 称为反向击穿电压。
（5）齐纳击穿：由高浓度掺杂材料制成的PN结中耗尽区宽度很窄，即使反向电
压不高也容易在很窄的耗尽区中形成很强的电场，将价电子直接从共价键中拉出 来产生电子-空穴对，致使反向电流急剧增加，这种击穿称为齐纳击穿。
§1 .2 二极管的特性及主要参数 一、 半导体二极管的结构和类型
构成：PN 结 + 引线 + 管壳 = 二极管(Diode) 符号：阳极（正极） 阴极（负极） 分类： 1.根据材料 硅二极管、锗二极管 2.根据结构 点接触型、面接触型、平面型 1．二极管的结构和符号
空穴（带正电+e)
5.复 合： 自由电子和空穴在运动 中相遇重新结合成对消 失的过程。 电子电流:IN
空穴电流:IP 共有电子 递补运动
+4
+4
《电工与电子技术基础》电子部分习题
第四章晶体二极管和二极管整流电路第一节晶体二极管（第一课时）一、选择题1、当晶体二极管的PN结导通后参加导电的是（）A.少数载流子B.多数载流子B.既有少数载流子又有多数载流子2、半导体中的空穴和自由电子数目相等，这样的半导体称为（）A.P型半导体B.本征半导体C.N型半导体二、填空题1、半导体是一种导电能力介于和之间的物体。
2、PN结具有的性能，即：加电压时PN结导通；加的电压时PN结截止。
三、解答题1、图所示的电路中，哪些灯泡能发亮？第一节晶体二极管（第二课时）一、选择题1、晶体二极管的正极电位是-10V，负极电位是-5V，则该二极管处于（）A. 零偏B. 反偏C. 正偏2、面接触型晶体二极管比较适用于（）A.小信号检波B.大功率整流C.大电流开关3、用万用表欧姆挡测量小功率晶体二极管性能好坏时，应该把欧姆挡拨到（）A. R×100Ω或R×1kΩ挡B. R×1Ω挡C. R×10kΩ挡4、当晶体二极管工作在伏安特性曲线的正向特性区，而且所受正向电压大于其门槛电压，则晶体二极管相当于（）A.大电阻B.断开的开关C.接通的开关5、当硅二极管加上0.3V的正向电压时，该二极管相当于（）A.小阻值电阻B.阻值很大的电阻C.内部短路二、填空题1、当晶体二极管导通后，则硅二极管的正向压降为V，锗二极管的正向压降为V。
2、晶体二极管因所加电压过大而。
并出现的现象，称为热击穿。
3、下面每小题后面的括号内，提供几种答案，选择正确的填在相应的横线上。
（1）简单的把一块P型半导体和一块N型半导体接触在一起形成PN结？（能；不能；不一定）（2）二极管导通时，则二极管两端所加的是电压。
（正向偏置；反向偏置；无偏置）（3）当二极管两端的正向偏置电压增大于电压时，二极管才能导通。
（击穿；饱和；门槛）（4）二极管两端的反向偏置电压增高时，在达到电压以前，通过的电流很小。
（击穿；最大；短路）第二节二极管整流电路1、在如图所示的电路中，试分析输入端a、b间输入交流电压υ时，通过R1、R2两电阻上的是交流电，还是直流电？2、若将单相桥式电路接成如图的形式，将会出现什么结果，应如何改正？3、如图所示两个电路中，设V1、V2均为理想二极管（即正向导通时其正向电阻和正向压降为零，反向截止时其反向电阻无穷大的二极管），试判断两图中的二极管是截止的还是导通的，A、B两端的电压V AB=？C、D端的电压V CD=？4、画出半波整流电路图。
电工电子技术晶体二极管教案(1)1
电工电子技术晶体二极管教案一、教学内容本节课选自《电工电子技术》教材第四章第一节，详细内容为晶体二极管的原理、特性、主要参数及其应用。
二、教学目标1. 让学生理解晶体二极管的工作原理、特性及分类。
2. 使学生掌握晶体二极管的主要参数，并能正确选用。
3. 培养学生运用晶体二极管解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点重点：晶体二极管的原理、特性、主要参数。
难点：晶体二极管的工作状态及其判别方法。
四、教具与学具准备1. 教具：晶体二极管实物、示波器、信号发生器、多媒体设备。
2. 学具：电路实验箱、晶体二极管、电阻、电容、万用表。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一个简单的晶体二极管整流电路，让学生观察其工作原理，引发兴趣。
2. 理论讲解：讲解晶体二极管的原理、特性、分类及主要参数。
3. 例题讲解：分析一个具体的晶体二极管应用电路，引导学生运用所学知识解决问题。
4. 随堂练习：让学生绘制一个晶体二极管整流电路，并分析其工作过程。
5. 实验操作：指导学生使用实验箱搭建晶体二极管电路，观察其工作状态，测量相关参数。
六、板书设计1. 晶体二极管原理2. 晶体二极管特性3. 晶体二极管分类及主要参数4. 晶体二极管应用实例七、作业设计1. 作业题目：设计一个晶体二极管整流电路，并分析其工作原理。
2. 答案：略。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：关注学生在实验操作中的表现，及时发现问题并进行指导。
2. 拓展延伸：引导学生了解其他半导体器件，如晶体三极管、场效应管等，拓展知识面。
在教学过程中，注意理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养其动手能力及创新能力。
通过本节课的学习，使学生掌握晶体二极管的基本原理、特性和应用，为后续学习打下基础。
重点和难点解析1. 晶体二极管的工作原理和特性2. 晶体二极管的主要参数及其判别方法3. 实践操作中晶体二极管电路的搭建与测量4. 作业设计中晶体二极管整流电路的分析详细补充和说明：一、晶体二极管的工作原理和特性晶体二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的PN 结。
电子电路基础习题册参考答案-第一章讲解
电子电路基础习题册参考答案（第三版）全国中等职业技术第一章常用半导体器件§1-1 晶体二极管一、填空题1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类，最常用的半导体材料是硅和锗。
2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同，可形成N 型半导体和P 型半导体。
3、纯净半导体又称本征半导体，其内部空穴和自由电子数相等。
N型半导体又称电子型半导体，其内部少数载流子是空穴；P型半导体又称空穴型半导体，其内部少数载流子是电子。
4、晶体二极管具有单向导电性，即加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。
一般硅二极管的开启电压约为0.5 V，锗二极管的开启电压约为0.1 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为0.7 V,锗二极管的正向压降约为0.3 V。
5.锗二极管开启电压小，通常用于检波电路，硅二极管反向电流小，在整流电路及电工设备中常使用硅二极管。
6.稳压二极管工作于反向击穿区，稳压二极管的动态电阻越小，其稳压性能好。
7在稳压电路中，必须串接限流电阻，防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。
8二极管按制造工艺不同，分为点接触型、面接触型和平面型。
9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。
10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。
11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。
12、图1-1-1所示电路中，二极管V1、V2均为硅管，当开关S与M 相接时，A点的电位为无法确定V,当开关S与N相接时，A点的电位为0 V.13图1-1-2所示电路中，二极管均为理想二极管，当开关S打开时，A点的电位为10V 、流过电阻的电流是4mA ；当开关S闭合时，A点的电位为0 V，流过电阻的电流为2mA 。
14、图1-1-3所示电路中，二极管是理想器件，则流过二极管V1的电流为0.25mA ，流过V2的电流为0.25mA ,输出电压U0为+5V。
晶体二极管ppt课件
+
+
注意－： PN－结处－于动态－平衡时+，扩+散电流+ 与漂+移电流
相抵消，通过 PN 结的电流为零。 多子扩散电流
少子漂移电流
动态平衡： 扩散电流 ＝ 漂22移电流 总电流＝0
2、内建电位差：
1.2 PN结
VB
VT ln
NaNd ni2
室温时
锗管 VB 0.2 ~ 0.3 V 硅管 VB 0.5 ~ 0.7 V
→多子扩散形成正向电流I F
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －－
++ ++
－ － － 正－向电流 + + + +
－ － －－ ++ + +
内电场 E
24
R
1.2 PN结与二极管
2、加反向电压——电源正极接N区，负极接P区
外电场的方向与内电场方向相同。
外电场加强内电场 →耗尽层变宽 →漂移运动＞扩散运动
J nd
(q)Dn
dn( x) dx
x
18
小结
半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间 在一定温度下，本征半导体因本征激发而产生自
由电子，故有一定的导电能力，其导电能力主要 由温度决定
杂质半导体的导电能力主要由所掺杂质的浓度决 定，P型半导体空穴是多子，自由电子是少子，N 型半导体中自由电子式多子，空穴是少子
V(B
IR 急剧 ，
R)
PN 结反向击穿。
ID OV
雪崩击穿 齐纳击穿
PN 结掺杂浓度较低(l0 较宽) 发生条件 外加反向电压较大(> 6 V)
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电子电路基础习题册参考答案免费提供（第三版）全国中等职业技术第一章常用半导体器件§1-1 晶体二极管一、填空题1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类，最常用的半导体材料是硅和锗。
2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同，可形成N 型半导体和P 型半导体。
3、纯净半导体又称本征半导体，其内部空穴和自由电子数相等。
N型半导体又称电子型半导体，其内部少数载流子是空穴；P型半导体又称空穴型半导体，其内部少数载流子是电子。
4、晶体二极管具有单向导电性，即加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。
一般硅二极管的开启电压约为0.5 V，锗二极管的开启电压约为0.1 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为0.7 V,锗二极管的正向压降约为0.3 V。
5.锗二极管开启电压小，通常用于检波电路，硅二极管反向电流小，在整流电路及电工设备中常使用硅二极管。
6.稳压二极管工作于反向击穿区，稳压二极管的动态电阻越小，其稳压性能好。
7在稳压电路中，必须串接限流电阻，防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。
8二极管按制造工艺不同，分为点接触型、面接触型和平面型。
9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。
10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。
11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。
12、图1-1-1所示电路中，二极管V1、V2均为硅管，当开关S与M 相接时，A点的电位为无法确定V,当开关S与N相接时，A点的电位为0 V.13图1-1-2所示电路中，二极管均为理想二极管，当开关S打开时，A点的电位为10V 、流过电阻的电流是4mA ；当开关S闭合时，A点的电位为0 V，流过电阻的电流为2mA 。
14、图1-1-3所示电路中，二极管是理想器件，则流过二极管V1的电流为0.25mA ，流过V2的电流为0.25mA ,输出电压U0为+5V。
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。
晶体二极管和二极管整流电路
二极管的电压与电流
最大反 向电压
通过的 电流
半波整流
电路
V2
2V2
V2
2 2V2
IL
桥式整流
电路
V2
2V2
1.2V2
2V2
½ IL
2. 滤波电容的选择 电容的选择从电容耐压和容量两个方面考虑：
(3)二极管的平均电流
IV IV
1 2
IL
(4)二极管承受反向峰值电压 VRM
VRM 2V2
(1.2.9) (1.2.10) (1.2.11) (1.2.12)
优点：输出电压高，纹波小，VRM 较低，应用广泛。
4．桥式稳流电路的简化画法
[例1.2.1] 有一直流负载，需要直流电压 VL= 60 V ，直流 电流 IL= 4 A。若采用桥式整流电路，求电源变压器二次电压 V2 选择整流二极管。
性，其原因是内部具有一个PN 结。其 正、负极对应于 PN 结的 P 型和 N 型 半导体。
PN 结 动画 PN 结的形成
1.1.3 二极管的伏安特性
1．定义：二极管两端的 电压和流过的电流之间的关 系曲线叫作二极管的伏安特 性。
2．测试电路：如图所示。
测试二极管伏安特性电路
3．伏安特性曲线：如图所示。
用万用表检测二极管如图所示。 1．判别正负极性 万用表测试条件：R ×100 或 R×1 k 挡； 将红、黑表笔分别接二极管两端。所测电阻小时，黑表 笔接触处为正极，红表笔接触处为负极。
万用表检测二极管
2．判别好坏 万用表测试条件：R 1k。 (1)若正反向电阻均为零，二极管短路； (2)若正反向电阻非常大，二极管开路。 (3)若正向电阻约几千欧，反向电阻非常大，二极管正常。
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电子电路基础习题册参考答案（第三版）全国中等职业技术第一章常用半导体器件§1-1 晶体二极管一、填空题1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类，最常用的半导体材料是硅和锗。
2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同，可形成N 型半导体和P 型半导体。
3、纯净半导体又称本征半导体，其内部空穴和自由电子数相等。
N型半导体又称电子型半导体，其内部少数载流子是空穴；P型半导体又称空穴型半导体，其内部少数载流子是电子。
4、晶体二极管具有单向导电性，即加正向电压时，二极管导通，加反向电压时，二极管截止。
一般硅二极管的开启电压约为0.5 V，锗二极管的开启电压约为0.1 V；二极管导通后，一般硅二极管的正向压降约为0.7 V,锗二极管的正向压降约为0.3 V。
5.锗二极管开启电压小，通常用于检波电路，硅二极管反向电流小，在整流电路及电工设备中常使用硅二极管。
6.稳压二极管工作于反向击穿区，稳压二极管的动态电阻越小，其稳压性能好。
7在稳压电路中，必须串接限流电阻，防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。
8二极管按制造工艺不同，分为点接触型、面接触型和平面型。
9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。
10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。
11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。
12、图1-1-1所示电路中，二极管V1、V2均为硅管，当开关S与M相接时，A点的电位为无法确定V,当开关S与N相接时，A点的电位为0 V.13图1-1-2所示电路中，二极管均为理想二极管，当开关S打开时，A点的电位为10V 、流过电阻的电流是4mA ；当开关S闭合时，A点的电位为0 V，流过电阻的电流为2mA 。
14、图1-1-3所示电路中，二极管是理想器件，则流过二极管V1的电流为0.25mA ，流过V2的电流为0.25mA ,输出电压U0为+5V。
第1章 电力晶体管和晶闸管
N1 G P2 N2 K a) b) A A P1 N1 P2 IA V1 G IG S EG Ic1 NPN PNP Ic2 V2 IK K R EA
J1 J2 J3
K
G
A
A G a)
A
图1-2 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
b)
c)
4
晶闸管的管耗和散热： 管耗＝流过器件的电流×器件两端的电压 管耗将产生热量，使管芯温度升高。如果超 过允许值，将损坏器件，所以必须进行散热 和冷却。 冷却方式：自然冷却（散热片）、风冷（风 扇）、水冷
第一章：电力二极管和晶闸管
第一节 电力二极管 第二节 晶闸管 第三节 双向晶闸管及其他派生晶闸管 本章小节
1
第一节
电力二极管
电力二极管是指可以承受高电压大电流具有较大耗散功率的二极管，它 与其他电力电子器件相配合，作为整流、续流、电压隔离、钳位或保护 元件，在各种变流电路中发挥着重要作用； 它的基本结构、工作原理和伏安特性与信息电子电路中的二极管相同， 以半导体PN结为基础； 主要类型有普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管； 由一个面积较大的 PN 结和两端引线以及封装组成，从外形上看，大功率 的主要有螺栓型和平板型两种封装，小功率的和普通二极管一致。
8
正向特性 四、晶闸管的阳极伏安特性
晶闸管的阳极与阴 极间的电压和阳极 电流之间的关系， 称为阳极伏安特性。 （见图1-5）
南邮模电课件-第1章--晶体二极管及其基本电路
第1章 半导体二极管及其基本电路
耗尽 区
耗尽 区
P＋
N
P
N＋
(a)
(b)
图1―8不对称PN结
29
第1章 半导体二极管及其基本电路
1―2―2 PN 一、PN结加正向电压— forward bias
IF P 区
外电场
N区 内电场
限流电阻
外电场使多子向 PN 结移动, 中和部分离子使空间电荷区变窄。
及外加电场的强度等因素决定。
21
第1章 半导体二极管及其基本电路
二、扩散电流（扩散运动） 1．定义：因某种原因使半导体中的载流子的浓度分 布不均匀时，载流子从浓度大的地方向浓度小的地方 作扩散运动，形成的电流。 2．扩散电流主要取决于载流子的浓度差（即浓度 梯度）。浓度差越大，扩散电流越大，而与浓度值无 关。
18
第1章 半导体二极管及其基本电路
nn pn ni2
pn
ni2 nn
ni2 ND
对P型半导体，多子pp与少子np有
pp np ni2
np
ni2 pp
ni2 NA
(1―2a)
(1―2b) N型半导体，施
主浓度
(1―3a)
(1―3b) P型半导体，受
主浓度
19
第1章 半导体二极管及其基本电路
本征半导体受外界能量（热、电、光等能量）激发，同 时产生电子、空穴对的过程称为本征激发。
二、本征载流子浓度 1．复合：在本征半导体中，由于本征激发，不断产生
电子、空穴对，使载流子密度增加。与此同时，又会有 相反的过程发生。由于正负电荷相吸引，电子会填入空 穴成为价电子，同时释放出相应的能量，从而消失一对 电子、空穴，这一过程称为复合。
电子线路_精品文档
电子线路第一章晶体二极管和二极管整流电路一、填空1、晶体二极管加一定的（正向）电压时导通，加（反向）电压时（截止）这一导电特性称为二极管的（单相导电）特性。
2、不加杂质的纯净半导体称为（本征半导体）。
3、P型半导体它又称为（空穴）型半导体，其内部（空穴）数量多于（自由电子）数量。
4、加在二极管两端的（电压）和流过二极管的（电流）间的关系称为二极管的（伏安特性）。
5、把（交流）电转换成（直流）电的过程称为整流。
6。
直流电的电路称为二极管单相整流电路，常用的有（单相半波整流）、（单相桥式整流）和（倍压整流）电路。
7。
三极管工作在放大区时，通常在它的发射结加（正向）电压，集电结加（反向）电压。
8。
三极管在电路中的三种基本连接方式是（共发射极接法）、（共基极接法）、（共集电极接法）。
9。
晶体二极管的主要参数有（最大整流电流IFm）、（最高反向工作电压VRm）、（反向漏电流IR）。
10。
导电能力介于（导体）和（绝缘体）之间物体称为半导体。
11、在半导体内部，只有（空穴）和（自由电子）两种载流子。
12、一般来说，硅晶体二极管的死区电压应（大于）锗晶体二极管的死区电压。
13、当晶体二极管的PN结导通后，则参加导电的是（既有少数载流子，又有多数载流子）。
14、用万用表测晶体二极管的正向电阻时，插在万用表标有+号插孔中的测试表笔（通常是红色表笔）所连接的二极管的管脚是二极管的（负）极，另一电极是（正）极。
15、面接触性晶体二极管比较适用（大功率整流）16。
晶体二极管的阳极电位是-10V，阴极电位是-5V，则晶体二极管处于（反偏）17。
用万用表欧姆档测量小功率晶体二极管性能好坏时，应把欧姆档拨到（R1K档）18。
当硅晶体二极管加上0。
3V正向电压时，该晶体管相当于（阻值很大的电阻)19。
晶体二极管加（反向）电压过大而（击穿），并且出现（烧毁）的现象称为热击穿20。
晶体二极管在反向电压小于反向击穿电压时，反向电流（极小）；当反向电压大于反向击穿电压后，反向电流会急速（增大）21、二极管的正极又称（阳）极，负极又称（阴）极。
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N型硅
扩散电流密度：
J pd dp( x ) qDp dx
载流子浓度 n0 p0
n(x)
p(x)
J nd
x
dn( x ) ( q ) Dn dx
20
扩散电流是半导体的特有电流。
小结
1.半导体依靠自由电子和空穴两种载流子导电。 本征半导体 存在本征激发和复合，两种载流子电子 和空穴成对出现，其浓度随温度升高迅速增大。
16
四、杂质补偿原理 实际在制作晶体管时，往往是在一种杂质 半导体中掺入浓度更高的另一种杂质。
当NdNa: 本征
当Nd>Na: N型
当Nd<Na: P型
当|Nd-Na|>>ni, 则为杂 质半导体；否则应视为 本征半导体。
17
第1章
晶体二极管
1.1.3 两种导电机理——漂移和扩散
一、漂移与漂移电流
|V反| ，速度 ，动能 ，碰撞。 PN 结掺杂浓度较高(l0 较窄) 发生条件 外加反向电压较小(< 6 V) 齐纳击穿 形成原因： 场致激发。
|V | ，E
，场致激发。
34
第1章
晶体二极管
击穿电压的温度特性
雪崩击穿电压具有正温度系数。
因为 T 载流子运动的平均自由路程 来自外电场的能量 V(BR)。
反向饱和电流
导通电压
30
正向：当V>0,V>>VT(大几倍)时，
I I S (e
V /VT
)
V VT ln I / I S
例：当I2=10I1时，V2=V1+26ln10=V1+60mV 思考：把一个1.5V的干电池直接接到二极 管两端（正偏），会不会发生什么问题？ 反向：当V<0,|V|>>VT(大几倍)时，
第1章
1.0 概 述
晶体二极管
1.1 半导体物理基础知识 1.2 PN 结 1.3 晶体二极管电路分析方法 1.4 晶体二极管的应用
1
第1章
晶体二极管
概
正极 P N
述
D
+ 负极
晶体二极管结构及电路符号：
晶体二极管的主要特性：单向导电性 即 PN 结正偏(P 接 +、N 接 -)，D 导通。 PN 结反偏(N 接 +、P 接 -)，D 截止。 单向导电性：允许一个方向电流顺利流通的特性。 主要用途：用于整流、开关、检波电路中。
T
或光照
ni
导电能力
热敏特性
12 光敏特性
第1章
晶体二极管
1.1.2 杂质半导体
一、N 型半导体
本征半导体中掺入少量五价元素(磷\锑\砷 )构成。
+4 +4 +5
简化模型：
自由电子
+4
+4
五价元素：施主杂质 杂质浓度：Nd
13
N 型半导体
多子——自由电子 少子——空穴
第1章
晶体二极管
二、 P 型半导体
PN结合 因多子浓度差 多子的扩散
在交界面相遇复合
空间电荷区 形成内电场 阻止多子扩散，促使少子漂移 。 内电场E P型半导体 空间电荷区 N型半导体
－ － －
－ － －
－ － －
－ － －
+ + +
阻挡层
+ + +
+ + +
+ + +
多子扩散电流
24
少子漂移电流
内电场E
P型半导体 阻挡层 － － － － － － － － － － － － + + +
Na Nd VB VT ln ni2
温度每升高 1℃， VB约减小 2.5 mV。
三、 阻挡层宽度：
l0 (
2 VB q
Na Nd 2 ) Na Nd
1
阻挡层任一侧宽度与该侧掺杂浓度成反比：
注意：掺杂浓度(Na、Nd)越大，内建电位差 VB就越大，
xn Na xp Nd
27 阻挡层宽度 l0 就越小。阻挡层主要是向低掺杂一侧扩展。
本征半导体中掺入少量三价元素(硼\镓\铟 )构成。
+4
+4 +3
简化模型：
空穴
+4
+4 三价元素：受主杂质
多子——空穴 P 型半导体
杂质浓度：Na
14
少子——自由电子
第1章
晶体二极管
三、杂质半导体中载流浓度计算
热平衡条件:多子浓度与少子浓度的乘积=本征半导体载流子 浓度ni的平方
n0 p0 即得热平衡方程：
最高工作温度： 硅 锗 150 ℃ ---200 ℃ 75 ℃ ---100℃
33
第1章
晶体二极管 ID
1.2.3 PN 结的击穿特性
|V反| = V(BR)时，
V(BR)
IR 急剧 ，
PN 结反向击穿。 雪崩击穿
O
V
PN 结掺杂浓度较低(l0 较宽) 发生条件 外加反向电压较大(> 6 V) 形成原因： 碰撞电离。
电压： V = E l 电流： I = S Jt 电阻： 截面积 S
I
长度 l
+
V
-
V El l R I Jt S S
1 Jt q( p p n n ) E
19
电导率：
第1章
晶体二极管
二、扩散与扩散电流
载流子在浓度差作用下的运动称扩散运动，所形成 的电流称扩散电流。 光照
结构类型：点接触型 、面接触型、平面型
(a)点接触型
(b)面接触型
(c)平面型 22
根据P区、N区浓度大小分为：
对称PN结： Nd=Na PN+： Na<<Nd 根据杂质分布： 不对称PN结：P+N：Na>>Nd
突变结
缓变结
超突变结
23
第1章
晶体二极管
1.2.1 动态平衡下的 PN 结
一、 PN 结形成的物理过程
硅为 3.88 ×1016cm-3K-3/2 锗为 1.67 1016cm-3K-3/2 K: 玻尔兹曼常数(8.63 ×10-5eV/K) Eg0: T=0K时的禁带宽度(硅为1.21eV 锗为0.785eV)
10 3 T=300K时， ni 1.5 10 cm （硅） Si原子密度:22 3 4.96 10 cm 13 3 （锗） ni 2.4 10 cm
自由电子 — 带负电
空
穴 — 带正电
10
空穴的出现是半导体区别于导体的重要特征。
－
E
+4 +4 +4
＋
自由电子
导电机制
+4
+4
+4
+4
+4
+4
在外电场的作用下，空穴和电子会产生移动，即不断有共 价键中的电子摆脱束缚，填充到原有的空穴中，即象是空 穴在移动，形成的电流方向就是空穴移动的方向。 判断：
+14 2 8 4
+32 2 8 18 4
+4
价电子
7
第1章
晶体二极管
1.1.1 本征半导体
一、本征半导体
硅和锗的单晶称为本征半导体。它们是制造半导 体器件的基本材料。 硅和锗共价键结构示意图：
+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4
8
+4
共价键
第1章
晶体二极管
二、本征激发
共价键具有很强的结合力。 当 T = 0 K(无外界影响) 时，共价键中无自由移动的电子。 当 T 升高或光线照射时 这种现象称 产生自由电子空穴对。
N型半导体 + + + + + + + + +
多子扩散电流 少子漂移电流
动态平衡： 扩散电流 ＝ 漂移电流
总电流＝0
25
空间电荷区的别称： 阻挡层，耗尽层，势垒区，高阻区
第1章
晶体二极管
总结PN 结形成的物理过程：
开始因浓度差 出现内建电场 引起多子扩散 阻止多子扩散 最终达动态平衡 产生空间电荷区
第1章
晶体二极管
PN 结——伏安特性方程式
PN 结正、反向特性，可用理想的指数函数来描述：
V VT
I I S (e
1)
IS 为反向饱和
电流 , 其值与外加电 压近似无关，但受 温度影响很大。
导通电压: Si: VD(on)=0.6~0.8V Ge:VD(on)=0.2~0.3V
击穿电压
齐纳击穿电压具有负温度系数。
因为 T 价电子获得的能量 更易导致场致激发V(BR)。 ID 稳压二极管
利用 PN 结的反向击穿特性， 可制成稳压二极管。 要求：IZmin< IZ < IZmax
VZ +
IZmax 若IZ< IZmin ，不能稳压；若IZ> IZmax ,热击穿(过热烧毁)。
2.杂质半导体
掺杂 多子 少子
N型半导体：+5价 P型半导体：+3价
磷Nd 硼Na
电子 空穴
空穴 电子
施主杂质 受主杂质
3.半导体两种导电方式：漂移、扩散。
21
第1章
晶体二极管
1.2 PN 结（PN Junction）
利用掺杂工艺，把 P 型半导体和 N 型半导体在原子级上 紧密结合，P 区与 N 区的交界面就形成了 PN 结。