1.2 晶体三极管
1.3 绝缘栅场效应管
1.1 晶体二极管
第一章 半导体二极管、 三极管和MOS管
第1章
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1.1.2 二极管的特性和主要参数
1.1.3 二极管的电路模型
1.1.4 稳压二极管
1.1.1 PN结及其单向导电性
1.1 晶体二极管
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1.本征半导体
完全纯净 的具有晶体 结构的半导 体称为本征 半导体 。它 具有共价键 结构。
单晶硅中的共价键结构
价电子
硅原子
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1.1.1 PN结及其单向导电特性
在半导 体中，同 时存在着 电子导电 和空穴导 电。空穴 和自由电 子都称为 载流子。 它们成对 出现，成 对消失。
在常温下自由电子和空穴的形成
复合
自由电子
本征 激发
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2. N型半导体和P型半导体
原理图
P
自由电子
结构图
磷原子
正离子
P+
在硅或锗中掺 入少量的五价元 素，如磷或砷、 锑，则形成N型 半导体。
在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子
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P型半导体
在硅或锗中 掺入三价元素， 如硼或铝、镓， 则形成P型半导 体。
原理图
B
B-
硼原子
负离子
空穴
填补空位
结构图
在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。
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用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成P型半导体区域和N型半导体区域，在这两个区域的交界处就形成一个PN结 。
P 区
N 区
P区的空穴向N区扩散并与电子复合
N区的电子向P区扩散并与空穴复合
空间电荷区
内电场方向
3. PN结的形成
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空间电荷区
内电场方向
在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡。
P区
N区
多子扩散
少子漂移
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在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本上稳定。
内电场阻挡多子的扩散运动，推动少子的漂移运动。
结 论 ：
在PN结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。
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4. PN结的单向导电性
P区
N区
内电场
外电场
E
I
空间电荷区变窄
P区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和
N区电子进入空间电荷 区和一部分正 离子中和
扩散运动增强，形成较大的正向电流。
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外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走
空间电荷区变宽
内电场
外电场
少子越过PN结形成很小的反向电流
IR
E
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N区
P区
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