半導(dǎo)體二極管及整流電路(已修改)
2025-01-30 17:25 本頁(yè)面
【正文】 第八章 半導(dǎo)體二極管及整流電路 第二節(jié) 二極管整流電路 第三節(jié) 濾波電路 第四節(jié) 穩(wěn)壓管及穩(wěn)壓電路 第一節(jié) 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性及 PN結(jié) 自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為 導(dǎo)體 ，金屬一般都是導(dǎo)體。 有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為 絕緣體 ，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。 另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為 半導(dǎo)體 ，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。 第一節(jié) 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性及 PN結(jié) 半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。比如： 當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。 往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使它的導(dǎo)電能力明顯改變。 在熱力學(xué)溫度零度 和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí) , 本征半導(dǎo)體不導(dǎo)電。 把純凈的沒(méi)有結(jié)構(gòu)缺陷的半導(dǎo)體單晶 稱為本征半導(dǎo)體。 它是共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。 本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu) 硅原子 價(jià)電子 一、半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 自由電子 空穴 本征激發(fā) 復(fù)合 在常溫下自由電子和空穴的形成 成對(duì)出現(xiàn) 成對(duì)消失 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 外電場(chǎng)方向 空穴導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是共價(jià)鍵中的束縛電子依次填補(bǔ)空穴形成電流。故半導(dǎo)體中有電子和空穴兩 種載流子。 空穴移動(dòng)方向 電子移動(dòng)方向 價(jià)電子填補(bǔ)空穴 結(jié)論 子，即 自由電子 和 空穴 。 ，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)， 溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。 的濃度。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 體 （ 1） N 型半導(dǎo)體 在硅或鍺的晶體 中 摻入少量的 五價(jià)元 素 ,如磷 , 則形成 N型半導(dǎo) 體。 磷原子 +4 +5 多余價(jià)電子 自由電子 正離子 N 型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖 少數(shù)載流子 多數(shù)載流子 正離子 在 N型半導(dǎo)中 ,電子是多數(shù)載流子 , 空穴是少數(shù)載流子。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 空穴 （ 2） P型半導(dǎo)體 在硅或鍺的晶體中 摻入少量的三價(jià)元 素 ,如硼 ,則形成 P 型 半導(dǎo)體。 +4 +4 硼原子 填補(bǔ)空位 +3負(fù)離子 P 型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖 電子是少數(shù)載流子 負(fù)離子 空穴是多數(shù)載流子 ，其中大部分是摻雜提供的電子，本征半導(dǎo)體中受激產(chǎn)生的電子只占少數(shù)。 N型半導(dǎo)體中空穴是少子，少子的遷移也能形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子 。 近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。 ，電子是少子 。 結(jié)論 P 區(qū) N 區(qū) 1. PN 結(jié)的形成 用專門(mén)的制造工藝在同一塊半導(dǎo)體單晶上 ,形成 P型半導(dǎo)體區(qū)域 和 N型半導(dǎo)體區(qū)域 ,在這兩個(gè)區(qū)域的交界處就形成了一個(gè) PN 結(jié)。 N區(qū)的電子向 P區(qū)擴(kuò)散并與空穴復(fù)合 P區(qū)的空穴向 N區(qū)擴(kuò)散并與電子復(fù)合 空間電荷區(qū) 內(nèi)電場(chǎng)方向 二、 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦? 多子擴(kuò)散 少子漂移 內(nèi)電場(chǎng)方向 空間電荷區(qū) P 區(qū) N 區(qū) 在一定的條件下，多子擴(kuò)散與少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡， 空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定下來(lái)。
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