(二)半导体二极管及其应用

1.PN结

半导体:导电能力介于导体和绝缘体之间(硅和锗)

1. 热敏特性:当温度升高时,半导体的导电性能会增强
2. 光敏特性:受到光照作用时,半导体的导电性能会增强
3. 掺杂特性:在纯净的半导体中加入某种杂质后,半导体的导电性能会增强

本征半导体:完全纯净的半导体

1. 本征激发产生自由电子(带负电)和空穴(带正电)
2. 电子空穴复合,成对消失
3. 在外电场作用下,电子运动形成电子电流;价电子填补空穴而使空穴移动,形成空穴电流

杂质半导体:在本征半导体硅或锗中掺入微量的其他适当元素后所形成的半导体

1. N型半导体:在本征半导体中掺入+5价磷元素后形成的半导体
   (1) 空穴为少子(少数载流子),自由电子为多子
   (2) 半导体中出现大量的自由电子和正离子
2. P型半导体:在本征半导体中掺入+3价硼元素后形成的半导体
   (1) 空穴为多子,自由电子为少子
   (2) 半导体中出现大量的空穴和负离子
3. 在杂质半导体中,多数载流子的浓度是由掺入杂质的浓度决定的,与环境温度无关;少数载流子的浓度主要与温度有关
4. 整个半导体中的正负电荷数仍然相等,对外呈电中性

PN结的形成:P型和N型半导体在其交界面处形成的空间电荷层

1. 以N型(或P型)半导体为基片,通过半导体扩散工艺,使其一边形成P型半导体(另一边为N型半导体)
2. 在浓度差的作用下,电子从N区向P区扩散;空穴从P区向N区扩散,从而在P区和N区交界面上,留下了一层不能移动的正,负离子(即空间电荷层,或称PN结)
3. PN结形成后,会在半导体内部形成内电场(方向从N区指向P区)
4. PN结一方面阻碍多子的扩散,另一方面也会加速少子的漂移