电流
+4 +4 +4
但是本征半导体中的自由电 子和空穴的数量极少，所以
可以在里面掺入微量杂质 （元素），使其导电性能增
强。
所以就有了P型半导体 和N型半导体
P型半元素导周期体表 （掺入3个价电子元素）
多数 载流
子 P型半导 体简化 模型
少数 载流
子
N型半导体 元素周期表 （5价）
多数 载流 子
+4
+4
用
下
+4 +4 +4
U
在 +4
+4
+4
外
电
场
作 +4
+4
+4
用
下
+4 +4 +4
U
在 +4
+4
+4
外
电
场
作 +4
+4
+4
用
下
+4 +4 +4
U
在 +4
+4
+4
外
电
场
作 +4
+4
+4
用
下
+4 +4 +4
U
在 +4
+4
+4 价电子
外
填补空
电
穴而使
场
空穴移
作 +4 用
+4
+4 动，形
下
成空穴
二极管
将PN结加上相应的 电极引线和管壳，就
成为二极管
二极管的伏安特性 23
外加正向
正向电4流
0 3
0
击穿电压UBR
2 0
U反VR向/ 电压
IS
1 0
IF /mA
电压很小 时，正向 电流很小 几乎为0， 正向电压 超过一定 数值时， 二极管导
0 .
0 .
0 .
0 .
增1.通大，正很电向快U流V电F。/ 压
态，外电路电窄流；IF很大，PN结呈
2、PN结的反向特性（外加反向电压） 21
PN结为截止 状态
I少子
反向电流IR
内电场 N限流电
P
外电场 阻
U
R
散路DB反、、A运路电D向C、反、反动电流、电反向反向， 级流接反流向偏向偏有 ，接近向IR偏压偏压，利锗近为偏压内压P于管I为ON压RN的阻很电P，区少为O，结N变接很小场，P接子微使结为N宽法大，增P高的安P为截结N。：硅N强电漂数截止结呈P结管，位移量区止状呈现空为不运级接状态现的间纳利动。低态，的反电安多，电，外反向荷数子形位外电向电区量扩成，电电
LED为固体元件，可靠性高，可以
做大型显示器
4、光源
。
LED除用做显示器件外，还可 用做各种装置、系统的光源。比如
电视机遥控器的光源。
发光二极管特性
• 压降 不同颜色LED灯 压降不同 一般是 1.8v~3V
• 工作电流 20mA
返 回
发光二极管
二极
管
二极管 单向导电
why?
需要简单了解的东西
• 半导体 • P型半导体 N型半导体
• PN结
1. 半导体
物质根据其导电能力（电 阻率）分
导体 半导体 绝缘体
半导体 —— 导电能力介于导体和绝缘体之间
硅 最常用的半导体
材料
锗
ห้องสมุดไป่ตู้
原子结构示意图
+14 Si
284
+32 Ge
2 8 18 4
电子
少数 载流 子空穴
N型半导体简化 模型
PN结
P型半导体和N型半导体结合面的特殊薄层
平衡情况下的PN结动画演 18
示
1、PN结(PN Junction)的形成
P型区
N型区
多子的
PN
扩散
结
多子的扩
散
内建电
(2移)(随1从)多着无减子内到弱的有电, 形,扩场逐建成散由渐立平运弱加场内衡动强到电,的产强而场P生的扩N空散建结运间立。动电,少逐荷子渐区漂
+4
硅、锗原
硅原子结构示 锗原子结构示 子的简化
意图
意图
模型
2. 本征半导体
本征半导体就是完全纯净
的半导体(提纯的晶体) 平面结
立体结
构
构
+4 +4 +4
+4 +4 +4
+4 +4 +4
本
征
+4
+4
+4
激
发
自由电
产
子
生
+4
+4
+4
电 子
载
和
空
穴
+4
+4
流
+4
空
穴子
U
在 +4
+4
+4
外
电
场
作 +4
19
平衡情况下的PN结
2、内建电位差或内建电压：热平
衡在情PN况结P型下两区，端P存NPN结在结的的宽电度压一。定，
内建电 场
1、PN结的正向特性（外加正向电压）
动画演
20
示
正向电流 IF
PN结为导通 状态
P
外电场
内电场N 限流电
阻
AB、、正正向向偏偏压压的削接弱法内U：电P场区，接有R高利电多位子， 的扩C、散正运向动偏N，区压使接时PN低，结电PN空位结间为电导荷通区状变
反2向4电流6 8 0导通时，
IR/ A
二极管两 端会产生 正向压降，
发光二极管的工作原理
工作原理
发光二极管（light emitting diode， LED），是利用正向偏置PN结中电子 与空穴的复合辐射发光的，是自发辐射
发光。 光输出
N
元素周期表
P-N结光 的 颜 色视做
成 PN 结
P 的材料 和发光
半导体发光二极管的结构示 意图
的波长 而定， 而波长
LED应用
1、 指示灯、信号
2 、灯数字显示用显
示器 利用LED进行数字显示，有点矩阵型和字段
型两种方式。
扩
树 脂
LED 芯片
散 片反
射 引框线 框架
图2.1.4-1点矩阵型数字显图示2.1.4-2 字段型数字显示
3、平面显示
器 LED用于平面显示，其优点是：