首先我们来介绍一下半导体是什么~~
金属导体原子外层电子极易挣脱原子核的束缚成为自由电子,构成大量导电载流子。绝缘体原子最外层的价电子被原子核束缚的很紧,极难成为自由电子。而半导体原子最外层价电子处于半自由状态,其导电性能介于导体和绝缘体之间。
2.半导体的特性
(1)导电能力受环境影响大,半导体内有自由电子和空穴两种载流子,二者浓度直接控制其导电能力。在获得一定能量(温度增高或受到光照)价电子挣脱束缚,成为自由电子,自由电子在晶格中的移动,形成导电能力。(ps:自由电子带负电,空穴带正电)温度越高,价电子获得能量越大,越易形成电子-空穴对(载流子越多,导电性能越好)。所以外界因素特别是温度,对半导体导电能力影响很大,可利用半导体的该特性做成热敏元件和光电元件
(2)导电能力可控
在纯净的半导体中,掺入极微量的有用杂质,其导电能力可以增加几十万乃至几百万倍,无论是空穴还是自由电子载流子浓度增加,都将使半导体导电能力增加
3.PN结
(1)P型半导体:空穴导电成为半导体导电主要方式(2)N型半导体:自由电子成为多数载流子。
界面处存在载流子的浓度梯度,形成多数载流子向对侧的扩散运动,留下不可移动的正负电荷,形成内建电场,阻止多数载流子的扩散进一步进行,另外,对进入内建电场空间电荷区的少量载流子,内建电场又驱动其到对侧形成少量载流子的漂移运动,在一定温度下,如果无外界电场的作用,多数载流子的扩散和少数载流子的漂移运动将达到动态平衡,空间电荷区的宽度基本稳定,形成稳定的空间电荷区,即PN结。
二极管
点接触型:多为锗管
面接触性:多为硅管
二极管伏安特性曲线
死区电压:外加正向电压小,不足以克服PN结内建电场,正向电流几乎为0,这一段成为“死区”。(锗管 0.2,硅管 0.5)
正向电压:导通时二极管的端电压几乎不变,锗管:0.3,硅管:0.7。
二极管的电路模型
1.理想二极管电路模型
2.考虑正向电压的二极管电路模型
3.考虑正向伏安特性曲线斜率的电路模型