第一章、半导体二极管
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《电子技术基础》复习要点课程名称:《电子技术基础》适用专业:2018级电气工程及其自动化(业余)辅导教材:《电子技术基础》张志恒主编中国电力出版社复习要点第一章半导体二极管1.本征半导体❑单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅Si和锗Ge。
❑导电能力介于导体和绝缘体之间。
❑特性:光敏、热敏和掺杂特性。
❑本征半导体:纯净的、具有完整晶体结构的半导体。
在一定的温度下,本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发(又称热激发),产生两种带电性质相反的载流子(空穴和自由电子对),温度越高,本征激发越强。
◆空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。
空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位,使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。
◆在一定的温度下,自由电子和空穴在热运动中相遇,使一对自由电子和空穴消失的现象称为复合。
当热激发和复合相等时,称为载流子处于动态平衡状态。
2.杂质半导体❑在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
◆P型半导体:在本征半导体中掺入微量的3价元素(多子是空穴,少子是电子)。
◆N型半导体:在本征半导体中掺入微量的5价元素(多子是电子,少子是空穴)。
❑杂质半导体的特性◆载流子的浓度:多子浓度决定于杂质浓度,几乎与温度无关;少子浓度是温度的敏感函数。
◆体电阻:通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
◆在半导体中,存在因电场作用产生的载流子漂移电流(与金属导电一致),还才能在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
3.PN结❑在具有完整晶格的P型和N型半导体的物理界面附近,形成一个特殊的薄层(PN结)。
❑PN结中存在由N区指向P区的内建电场,阻止结外两区的多子的扩散,有利于少子的漂移。
❑PN结具有单向导电性:正偏导通,反偏截止,是构成半导体器件的核心元件。
◆正偏PN结(P+,N-):具有随电压指数增大的电流,硅材料约为0.6-0.8V,锗材料约为0.2-0.3V。
◆反偏PN结(P-,N+):在击穿前,只有很小的反向饱和电流Is。
第一章半导体二极管内容简介本章首先介绍半导体的导电性能和特点,进而从原子结构给与解释。
先讨论PN结的形成和PN结的特性,然后介绍半导体二极管特性曲线和主要参数。
分析这些管子组成的几种简单的应用电路,最后列出常用二极管参数及技能训练项目。
知识教学目标1.了解半导体基础知识,掌握PN结的单向导电特性;2.熟悉二极管的基本结构、伏安特性和主要参数;3.掌握二极管电路的分析方法;4.了解特殊二极管及其应用。
技能教学目标能够识别和检测二极管,会测定二极管简单应用电路参数。
本章重点1.要求掌握器件外特性,以便能正确使用和合理选择这些器件。
如:半导体二极管:伏安特性,主要参数,单向导电性。
2.二极管电路的分析与应用。
本章难点1.半导体二极管的伏安特性,主要参数,单向导电性。
2.二极管电路分析方法。
课时4课时题目:半导体、PN结教学目标:了解本征半导体,杂质半导体的区别,从而得出半导体特性。
记住半导体PN结的特性。
教学重点:1、半导体特性;2、半导体PN结的特性;教学难点:1、半导体单向导电性。
2、半导体PN结分别加正反向电压导通与截止的特性。
教学方法:讲授教具:色粉笔新课导入:电子技术基础是我们这学期新开的一门专业课,它包含各个基本小型电路的介绍及使用分析,这次课我们来学习一种材质:半导体。
为以后的电路分析打下基础。
新授:从导电性能上看,通常可将物质为三大类:导体:电阻率,缘体:电阻率,半导体:电阻率ρ介于前两者之间。
目前制造半导体器件材料用得最多的有:单一元素的半导体——硅(Si)和锗(Ge);化合物半导体——砷化镓(GaAs)。
图1.1.1 半导体示例1.1.1 本征半导体了解:纯净的半导体称为本征半导体。
用于制造半导体器件的纯硅和锗都是四价元素,其最外层原子轨道上有四个电子(称为价电子)。
在单晶结构中,由于原子排列的有序性,价电子为相邻的原子所共有,形成图1.1.2所示的共价健结构,图中+4代表四价元素原子核和内层电子所具有的净电荷。