2.1米导的基本知识 2.2PM结的形成及特性 2.3半导体二极管 2.4二极管基本电路及其分析方法 2.5特殊二极管
2.1 半导体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.3 半导体二极管 2.4 二极管基本电路及其分析方法 2.5 特殊二极管
第二章半导体二极管及其基本电路 教学内容: 本章首先简单介绍半导体的基本知识,着 重讨论半导体器件的核心环节PN结,并重点 讨论半导体二极管的物理结构、工作原理、特 性曲线和主要参数以及二极管基本电路及其分 析方法与应用;在此基础上对齐纳二极管、变 容二极管和光电子器件的特性于应用也给予了 简要的介绍
第二章 半导体二极管及其基本电路 教学内容： 本章首先简单介绍半导体的基本知识，着 重讨论半导体器件的核心环节--PN结，并重点 讨论半导体二极管的物理结构、工作原理、特 性曲线和主要参数以及二极管基本电路及其分 析方法与应用；在此基础上对齐纳二极管、变 容二极管和光电子器件的特性于应用也给予了 简要的介绍
教学要求: 本章需要重点掌握二极管模型及其电 路分析,特别要注意器件模型的使用范围 和条件。对于半导体器件,主要着眼于在 电路中的使用,关于器件内部的物理过程 只要求有一定的了解
教学要求： 本章需要重点掌握二极管模型及其电 路分析，特别要注意器件模型的使用范围 和条件。对于半导体器件，主要着眼于在 电路中的使用，关于器件内部的物理过程 只要求有一定的了解
2.1半导体的基本知识 ◆半导体器件具有的优点: 体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率 小和功率转换效率高。 半导体材料包括本征半导体和杂质半导体 本征半导体导电率低,热激发条件下仅有少数 电子获得足够能量形成电子空穴对。杂质半导
2.1 半导体的基本知识 半导体器件具有的优点： 体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率 小和功率转换效率高。 半导体材料包括本征半导体和杂质半导体。 本征半导体导电率低，热激发条件下仅有少数 电子获得足够能量形成电子空穴对。杂质半导
体是半导体器件的基本材料,N型半导体电 子为多子,P型半导体空穴为多子。半导体 的两种导电机理是其电场作用下的漂移运动 和载流子浓度差作用下的扩散运动。半导体 导电性能与半导体的掺杂浓度和温度有关, 掺杂浓度越大、温度越高,其导电能力越强
体是半导体器件的基本材料，N 型半导体电 子为多子，P 型半导体空穴为多子。半导体 的两种导电机理是其电场作用下的漂移运动 和载流子浓度差作用下的扩散运动。半导体 导电性能与半导体的掺杂浓度和温度有关， 掺杂浓度越大、温度越高，其导电能力越强
2.2PN节的形成及特性 1.PN的形成: PN结是半导体器件的基本结构单元,是由 载流子的扩散运动和漂移运动动态平衡形成的 2.N界的特性:其基本特性是单向导电性。 a外加正压:削弱内电场,耗尽层变窄, 扩散〉漂移,电流大 b.外加反压:增强内电场,耗尽层变宽, 扩散<漂移,电流≈0
2.2 PN节的形成及特性 1.PN的形成： PN结是半导体器件的基本结构单元，是由 载流子的扩散运动和漂移运动动态平衡形成的。 2.PN界的特性：其基本特性是单向导电性。 a.外加正压：削弱内电场，耗尽层变窄， 扩散>漂移，电流大。 b.外加反压：增强内电场，耗尽层变宽， 扩散<漂移，电流0
◆RN结的伏安特性: 其中,I为反向饱和电流;VrkT/为热电压; I=Islexp(b )-l T=300K时,W1≈26mV a.V>0,且V>r时,II。[expV/r)] 伏安特性呈非线性指数规律 b.V<O,且|V<Wn时,I≈-1≈0 电流基本与V无关 可见,N结确实表现为单向导电性。(见例题
PN结的伏安特性： 其中，s为反向饱和电流；VT=kT/q为热电压； T = 300K 时, VT 26mV。 a. V>0，且V >> VT 时，=s[exp(V/VT)] 伏安特性呈非线性指数规律； b. V<0, 且V<<VT 时， -s 0， 电流基本与V无关。 可见，PN结确实表现为单向导电性。(见例题) = [exp( ) −1] T D S V V
◆ⅣN结的反相击穿特性 当PN结反向电压增大 到一定值时,反向电流 随电压的增加而急剧增 大。产生RN结电击穿的 原因:在强电场作用下, 大大增加了自由电子和 空穴的数目,从而引起了反向电流的急剧增 加这种现象的产生可以分为雪崩击( Avalanche Multiplication)和齐纳击穿( Zener breakdown)
PN结的反相击穿特性: 当PN结反向电压增大 到一定值时，反向电流 随电压的增加而急剧增 大。产生PN结电击穿的 原因：在强电场作用下， 大大增加了自由电子和 空穴的数目，从而引起了反向电流的急剧增 加这种现象的产生可以分为雪崩击(Avalanche Multiplication)和齐纳击穿(Zener Breakdown)。 VBR vD iD 0
a.雪崩击穿:当反向电压增大到某一数值后,载流子 的倍增情况就下就像在陡峻的积雪山坡 上发生雪崩一样,载流子增加的多而且 快,使反向电流急剧增大,于是PN结 就发生雪崩击穿 b.齐纳击穿:在加有较高的反向电压下,PN结空间 电荷区中存在一个强电场,它能够破坏 共价键将束缚电子分离出来造成电子 空穴对,形成较大的反向电流
a. 雪崩击穿：当反向电压增大到某一数值后，载流子 的倍增情况就下就像在陡峻的积雪山坡 上发生雪崩一样，载流子增加的多而且 快，使反向电流急剧增大，于是 PN 结 就发生雪崩击穿。 b.齐纳击穿：在加有较高的反向电压下，PN 结空间 电荷区中存在一个强电场，它能够破坏 共价键将束缚电子分离出来造成电子— 空穴对，形成较大的反向电流
◆PN结的温度特性: 温度升高时,酬N结的反向电流增大,正 向导通电压减小 ◆NN结的电容特性: PN结电容由势垒电容和扩散电容组成。 PN结正向偏置时,以扩散电容为主;反向偏 置时,以势垒电容为主
PN结的温度特性： 温度升高时，PN结的反向电流增大，正 向导通电压减小。 PN结的电容特性： PN结电容由势垒电容和扩散电容组成。 PN结正向偏置时，以扩散电容为主；反向偏 置时，以势垒电容为主