二极管及其基本电路备课笔记

精品文档---下载后可任意编辑4 学时 基本要求：了解半导体的基本知识，理解半导体器件的核心环节 PN 结，掌握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等基本电路及其分析方法和应用。重点：半导体器件的核心环节 PN 结，半导体二极管的工作原理、二极管等基本电路及其分析方法和应用。难点：二极管等基本电路及其分析方法和应用。教学过程3.1 半导体的基本知识导体：电阻率小于 10－4Ωcm 的物质称为导体 ，载流子为自由电子。绝缘体：电阻率大于 109Ωcm 的物质称为绝缘体 ，基本无自由电子。半导体：电阻率介于导体、绝缘体之间的物质称为半导体，主要有硅、锗等（4 价元素）材料。其电阻率在各种因素（掺杂、光照、电场、磁场）作用下变化巨大，电阻率且随温度增加而减小（负温度系数）。 半导体材料半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：1. 热敏性所谓热敏性就是半导体的导电能力随着温度的升高而迅速增加。半导体的电阻率对温度的变化十分敏感。例如纯净的锗从 20 ℃升高到 30 ℃时，它的电阻率几乎减小为原来的 1/2。2. 光敏性半导体的导电能力随光照的变化有显著改变的特性叫做光敏性。一种硫化镉薄膜，在暗处其电阻为几十兆欧姆，受光照后，电阻可以下降到几十千欧姆，只有原来的 1%。自动控制中用的光电二极管和光敏电阻，就是利用光敏特性制成的。而金属导体在阳光下或在暗处，其电阻率一般没有什么变化。3. 杂敏性 所谓杂敏性就是半导体的导电能力因掺入适量杂质而发生很大的变化。在半导体硅中，只要掺入亿分之一的硼，电阻率就会下降到原来的几万分之一。所以，利用这一特性，可以制造出不同性能、不同用途的半导体器件，而金属导体即使掺入千分之一的杂质，对其电阻率也几乎没有什么影响。半导体之所以具有上述特性， 根本原因在于其特别的原子结构和导电机理。 半导体的共价键结构现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。在实际应用中，必须将半导体提炼成单晶体——使它的原子排列由杂乱无章的状态变成有一定规律、整齐地排列的晶体结构，如图所示，称为单晶。硅和锗等半导体都是晶体，所以半导体管又称晶体管。通常把纯净的不含任何杂质的半导体称为本征半导体。 本征半导体、空穴及其导电作用纯净的不含其它杂质的半导体称为本征半导体。（结构完整）T = 0°K 时，它同绝缘体，无自由电子。温...