【正文】 由電子 ，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。 共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。 在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為 自由電子 ，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱(chēng)為 空穴 。 本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子 和 空穴 。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)。 本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成： 1. 自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。 （在本征半導(dǎo)體中 自由電子和空穴成對(duì)出現(xiàn)，同時(shí)又不斷的復(fù)合） (112) 雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。 P 型半導(dǎo)體： 空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱(chēng)為（空穴半導(dǎo)體）。 (113) 一、 N 型半導(dǎo)體 在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷，晶體中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。 。自由電子稱(chēng)為 多數(shù)載流子 （ 多子 ），空穴稱(chēng)為 少數(shù)載流子 （ 少子 ）。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來(lái)填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。 (116) 三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的符號(hào) － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － P 型半導(dǎo)體 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + N 型半導(dǎo)體 (117) (118) 總 結(jié) ，其中大部分是摻雜提供的電子， 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 。 ，電子是少子 。 (119) PN 結(jié)的形成 在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造 P 型半導(dǎo)體和 N 型半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了 PN 結(jié)。 內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。 (121) 漂移運(yùn)動(dòng) P型半導(dǎo)體 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N 型半導(dǎo)體 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 內(nèi)電場(chǎng) E 所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒(méi)有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。 P區(qū) 中的空穴 .N區(qū) 中的電子（ 都是多子 ）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（ 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) ）。 小結(jié) (125) (1) 加正向電壓（正偏） —— 電源正極接 P區(qū)，負(fù)極接 N區(qū) 外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。 外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng) → 耗盡層變寬 → 漂移運(yùn)動(dòng)＞擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) → 少子漂移形成反向電流 I R +－－－+－－內(nèi)電場(chǎng)++－++－E+－EW－－+－空 間 電 荷 區(qū)+－R++ +IRP N 在一定的溫度下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是一定的，故 IR基本上與外加反壓的大小無(wú)關(guān)，所以稱(chēng)為 反向飽和電流 。 (127) PN結(jié)加正向電壓時(shí)，具有較大的正向擴(kuò)散電流，呈現(xiàn)低電阻， PN結(jié)導(dǎo)通； PN結(jié)加反向電壓時(shí)，具有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻， PN結(jié)截止。 (128) 半導(dǎo)體二極管 PN 結(jié)加上管殼和引線(xiàn)，就成為半導(dǎo)體二極管。 導(dǎo)通壓降 : 硅管 ~,鍺管 ~。 3. 反向擊穿電壓 UBR 二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓 UWRM一般是 UBR的一半。 (132) 4. 反向電流 IR 指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。 (133) 5. 微變電阻 rD iD uD ID UD Q ?iD ?uD rD 是二極管特性曲線(xiàn)上工作點(diǎn) Q 附近電壓的變化與電流的變化之比： DDD iur???顯然， rD是對(duì) Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。 勢(shì)壘電容： 勢(shì)壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當(dāng)電壓變化時(shí)，就會(huì)引起積累在勢(shì)壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的電容是 勢(shì)壘電容 。 (135) 當(dāng)外加正向電壓不同時(shí)， PN結(jié)兩側(cè)堆積的少子的數(shù)量及濃度梯度也不同，這就相當(dāng)電容的充放電過(guò)程 。同理，在 N區(qū)有空穴的積累。 這樣所產(chǎn)生的電容就是擴(kuò)散電容 . (136) CB在正向和反向偏置時(shí)均不能忽略。 PN結(jié)高頻小信號(hào)時(shí)的等效電路： 勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的綜合效應(yīng) rd (137) 二極管： 死區(qū)電壓 =0 .5V，正向壓降 ?(硅二極管 ) 理想二極管： 死區(qū)電壓 =0 ，正向壓降 =0 RL ui uo ui uo t t 二極管的應(yīng)用舉例 1： 二極管半波整流 二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。 + UZ 動(dòng)態(tài)電阻： ZZIUZr ???rz越小，穩(wěn)壓性能越好。 （ 5）最大允許功耗 m a xZZZM IUP ?穩(wěn)壓二極管的參數(shù) : （ 1）穩(wěn)定電壓 UZ （ 2）電壓溫度系數(shù) ?U（ %/℃ ） 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。 iU IZIZU LR 0URU I IZ IZmax ?UZ ?IZ UZ (142) 穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例 uo iZ DZ R iL i ui RL 5m A 20m A , V,m i nm ax???zzzII10U穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù) : ?? k2LR解：令輸入電壓達(dá)到上限時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為 Izmax mAm ax 25RUIiLZz ??? zi ???? —— 方程 1 要求當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)生 ?20%波動(dòng)時(shí)，負(fù)載電壓基本不變。 (143) 令輸入電壓降到下限時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為 Izmin 。 I U 照度增加 (145) 發(fā)光二極管 有正向電流流過(guò)時(shí)，發(fā)出一定波長(zhǎng)范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見(jiàn)波段的光，它的電特性與一般二極管類(lèi)似。 (153) 二 . 電流放大原理 B E C N N P EB RB EC IE 基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流 IE。 ICBO IC=ICE+ICBO?ICE IBE ICE 從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。 UCE=0V UCE = 死區(qū)電壓，硅管，鍺管 。 當(dāng) UCE大于一定的數(shù)值時(shí)，IC只與 IB有關(guān)，IC=?IB。 (161) IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死區(qū)電壓，稱(chēng)為截止區(qū)。 即： IC=