一級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)師輔導(dǎo):半導(dǎo)體二極管

字號:

半導(dǎo)體二極管及整流、穩(wěn)壓電路半導(dǎo)體是指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間且在電氣方面具有獨特性質(zhì)的物體,如鍺、硅等。用半導(dǎo)體材料做成的二極管、三極管稱半導(dǎo)體管或晶體管。
    在純凈的半導(dǎo)體(本征半導(dǎo)體)中,載流子數(shù)量很少,導(dǎo)電能力很弱,其載流子是由熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子和空穴。載流子的濃度與溫度有直接的關(guān)系。
    本征半導(dǎo)體中摻人微量五價元素(雜質(zhì)),如磷或砷等,可使自由電子濃度大大增加,自由電子成為多數(shù)載流子(簡稱多子),空穴是少數(shù)載流子(簡稱少子)。這種以電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體稱N型半導(dǎo)體。
    本征半導(dǎo)體中摻入微量三價元素,如硼或銦等,則空穴的濃度大大增加,空穴是多數(shù)載流子,而電子是少數(shù)載流子。這種以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體稱P型半導(dǎo)體。
    無論是N型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體,雖然它們各自有一種載流子占多數(shù),但整個半導(dǎo)體仍然呈電中性。N型和P型半導(dǎo)體統(tǒng)稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。在雜質(zhì)半導(dǎo)體中,多子濃度主要取決于雜質(zhì)的含量,少子濃度與熱激發(fā)有關(guān),它對溫度的變化十分敏感。因此,溫度是影響半導(dǎo)體管性能的一個重要因素。把結(jié)構(gòu)工程師設(shè)為首頁
    若在一塊完整的半導(dǎo)體上,一邊制成N型,另一邊制成P型,則在它們的交界面處形成PN結(jié)。在PN結(jié)兩端施加電壓(稱偏置電壓),當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓(P區(qū)電位高于N區(qū)電位,稱PN結(jié)正向偏置,簡稱正偏),有利于多數(shù)載流子擴(kuò)散,形成較大的擴(kuò)散電流,其方向由P區(qū)流向N區(qū),稱PN結(jié)正向?qū)?。?dāng)PN結(jié)加反向電壓(P區(qū)電位低于N區(qū)電位,稱PN結(jié)反向偏置,簡稱反偏),不利于多數(shù)載流子的擴(kuò)散。此時,流過PN結(jié)的電流主要由少子的漂移運動而形成,方向由N區(qū)流向P區(qū),稱反向電流。當(dāng)溫度一定時,少子的濃度不變,反向電流幾乎不隨外加電壓而變化,故又稱反向飽和電流。在常溫下,少子濃度很低,所以反向電流很小,一般可以忽略,PN結(jié)呈高阻截止?fàn)顟B(tài)。PN結(jié)正偏時,呈導(dǎo)通狀態(tài);反偏時,呈截止?fàn)顟B(tài),這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。需要指出的是,?dāng)反向電壓超過一定數(shù)值后,反向電流急劇增加,稱PN結(jié)反向擊穿,單向?qū)щ娦员黄茐摹?BR>