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半导体,PN结,二极管

2019年9月16日 / 5次阅读
数字电路

导电性能介于导体与绝缘体之间的材料称为半导体,常见的半导体材料有硅、锗和硒等。利用半导体材料可以制作各种各样的半导体元器件,如二极管、三极管、场效应管和晶闸管等都是由半导体材料制作而成的。

半导体的特性

半导体的主要特性有以下几个。

① 掺杂性。当往纯净的半导体中掺入少量某些物质时,半导体的导电性就会大大增强。二极管、三极管就是用掺入杂质的半导体制成的。

② 热敏性。当温度上升时,半导体的导电能力会增强,利用该特性可以将某些半导体制成热敏器件。

③ 光敏性。当有光线照射半导体时,半导体的导电能力也会显著增强,利用该特性可以将某些半导体制成光电器件。

半导体的类型

半导体主要有3种类型:本征半导体、N型半导体和P型半导体。

① 本征半导体。纯净的半导体称为本征半导体,它的导电能力很弱,在纯净的半导体中掺入杂质后,半导体的导电能力会大大增强。

② N型半导体。在纯净半导体中掺入五价杂质(原子核最外层有5个电子的物质,如磷、砷和锑等)后,半导体中会有大量带负电荷的电子(因为半导体原子核最外层一般只有4个电子,所以可理解为当掺入五价元素后,半导体中的电子数偏多),这种电子偏多的半导体称为N型半导体

③ P型半导体。在纯净半导体中掺入三价杂质(如硼、铝和镓)后,半导体中的电子偏少,会有大量的空穴(可以看作正电荷)产生,这种空穴偏多的半导体称为P型半导体

PN结,二极管

当P型半导体(含有大量的正电荷)和N型半导体(含有大量的电子)结合在一起时,P型半导体中的正电荷向N型半导体中扩散,N型半导体中的电子向P型半导体中扩散,于是在P型半导体和N型半导体中间就形成一个特殊的薄层,这个薄层称为PN结。

二极管

二极管

从含有PN结的P型半导体和N型半导体两端各引出一个电极并封装起来就构成了二极管。与P型半导体连接的电极称为正极(或阳极),用“+”或“A”表示;与N型半导体连接的电极称为负极(或阴极),用“−”或“K”表示。

二极管的伏安特性

二极管的伏安特性

二极管的伏安特性

二极管具有单项导通性,当正想电压超过阈值,二极管导通,相当于它不存在一样。二极管还有反向击穿电压,当反向电压达到一定程度,二极管被击穿,导通,此时二极管恐怕已经损坏,不能再正常使用了。从上图还可以看出,一般反向击穿电压都很大。

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