概述
第一章 半导体二极管及其基本电路
1.1半导体的基础知识
- 半导体：导电性能介于导体和半导体之间的物质
- 导体一般是低价元素，绝缘体一般是高价元素
1.1.1本征半导体
- 定义：纯净的、具有晶体结构的半导体
- 物理结构：呈单晶体形态（原子按照一定规律整齐排列）、共价键结构
- 本征激发：当温度升高或受到光照时，共价键中的少数价电子因获得能量而挣脱共价键束缚成为自由电子的现象
自由电子+空穴：相伴而生、成对出现、数目相等
自由电子带负电、空穴带正电
电子流与外电场方向相反、空穴流与外电场方向相同
半导体与导体明显区别：导体中只有自由电子一种载流子参加导电，半导体中有自由电子和空穴两种载流子参加导电
热激发使自由电子-空穴对不断产生，在一定温度下，产生和复合达到动态平衡
温度对半导体的导电性能影响很大
1.1.2杂质半导体
1.N型半导体
- 掺杂杂质可使导电性能增加
1）N型半导体掺杂五价元素磷
2）磷原子 提供自由电子 成为 施主离子
3）自由电子浓度（多子）>> 空穴浓度（少子）
2.P型半导体
1）P型半导体掺杂三价元素硼
2）硼原子 吸引自由电子 成为 受主原子
3）自由电子浓度（少子）<< 空穴浓度（多子）
- 多子浓度取决于掺杂浓度
- 少子浓度取决于温度
- 半导体特点：
- 半导体内存在两种载流子
- 本征半导体内掺杂杂质可以控制半导体的导电能力和参加导电的主要载流子的类型
- 环境对半导体的导电性能有很大影响
1.1.3 PN结
- 定义：扩散运动和漂流运动达到动态平衡形成的稳定的空间电荷区
- 空间电荷区产生的电场称为内电场，方向由N->P
- 多子扩散作用、少子漂流作用
- PN结是构成基本半导体器件的基础
1.PN结的单向导电性
1）外加正向电压 PN结变窄 导通
2）外加反向电压 PN结变宽 截止
3）PN结电流方程 （反响饱和电流是个常数Is，不随外加反向电压的大小而变动）
2.PN结的击穿
1）可逆击穿（PN结不因电流过大而损毁）：
3.PN结的电容效应①雪崩击穿（杂质掺杂浓度小）
②齐纳击穿（杂质掺杂浓度大）
- 应用：稳压二极管
2）不可逆击穿（PN结损毁）
①热击穿
1.2半导体二极管
1.2.1 半导体二极管的结构和符号
- 定义：PN结两端接上电极引线并用管壳封装
- P型半导体引出阳极；N型半导体引出阴极
- 根据内部结构分类：①点接触型 ②面接触型 ③平面型
1.2.2 伏安特性
- 定义：二极管阳极与阴极之间的电压U与流过二极管电流I之间的关系曲线
1.正向特性
1）正向电压很低，正向电流约为零，此区域称为死区
2）正向电压增加到某一数值，正向电流增长很快，进入导通状态（此时电压称为导通电压或门坎电压）
3）硅管导通电压为0.5V，锗管导通电压为0.1V
4）通常认为正向电压<Uon时，二极管截止
正向电压>Uon时，二极管导通
2.反向特性
1）反向饱和电流：二极管外加反向电压，反向电压在较大范围内变化反向电流基本不变（截止状态）
2）当反向电压增加到一定数值，二极管被击穿
3）普通二极管一般工作在导通或者截止状态
3.温度特性
温度升高，开启电压UR减小，反向电流Is增大
1.2.3 主要参数
1.最大整流电流 IFm：长期工作允许通过的最大正向平均电流
2.反向击穿电压 UBR：二极管反向击穿时的电压
3.最高反向工作电压URm:保证二极管不被击穿的最高反向工作电压（通常为反向击穿电压的一半）
4.最大反向工作电流URm：二极管上加最高反向工作电压时的反向电流
5.最高工作频率fM：只保证二极管具有良好单向导电性能的最高频率
1.3 二极管基本电路及分析方法
1.3.1二极管伏安特性的建模
1.理想模型
1）理想二极管特点：加正向电压=导通；加反向电压=截止
2.恒压模型
1）导通时，二极管电压（硅管0.7V，锗管0.3V）
2）截止时，视为断路
3.分析二极管电路的关键是：判断二极管的导通或截止。
1）导通时，①理想二极管，U = 0V ②恒压二极管，U = 0.3V或0.7V
2）截止时，均视为断路
1.3.2 限幅电路
1.作用是将输出电压的幅度限制在一定的范围内
2.例题看P15
1.3.3 开关电路
1.4 稳压二极管
1.4.1 稳压二极管的伏安特性及工作状态
1.稳压管使用方法：在稳压电路工作时①反接，并②串入一只电阻。
2.稳压电路要求：输入电压大于输出电压
最后
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