三、本征激发
在室温或光照下价电子获得足够能量摆 脱共价键的束缚成为自由电子，并在共价键 中留下一个空位(空穴)的过程。
复
合：
自由电子和空穴在运动中相遇重新结合 成对消失的过程。
漂
移：
自由电子和空穴在电场作用下的定向运 动。
两种载流子 电子(自由电子)
空穴
两种载流子的运动 自由电子(在共价键以外)的运动
内建电场 2. 复合使交界面形成空间电荷区(耗尽层) 空间电荷区特点: 无载流子， 阻止扩散进行，利于少子的漂移。
3. 扩散和漂移达到动态平衡 扩散电流 等于漂移电流，
总电流 I = 0。
4.1.4 PN 结的单向导电性 1. 外加正向电压(正向偏置)
IF P 区
外电场
N区 内电场
扩散运动加强形成正向电流 IF 。
二、 P 型半导体（掺入硼原子）
P型
+4
+4
+4
+4
+3
+4
硼原子
空穴
空穴 — 多子 电子 — 少子
载流子数 空穴数
结论：
1.掺杂半导体的导电能力优于本征半导体，但仍然很弱；
2.不管是N型半导体还是P型半导体，从宏观上讲仍然是呈电中性。
4.1.3 PN 结的形成 1. 载流子的浓度差引起多子的扩散
上升影响，共
为什么？
价键中其它一
些价电子直接
跳进空穴，使
＋4
＋4
＋4
失电子的原子
重新恢复电中
性。
＋4
＋4
＋4
价电子填补空穴的现象称为复合。
参与复合的价电子又会留下一个新的空位，而这个新的 空穴仍会被邻近共价键中跳出来的价电子填补上，这种价 电子填补空穴的复合运动使本征半导体中又形成一种不同 于本征激发下的电荷迁移，为区别于本征激发下自由电子 载流子的运动，我们把价电子填补空穴的复合运动称为空 穴载流子运动。
需注意的是：整流管也有高频管、低频管之分。 例如：开关电源中脉冲变压器次级整流管为高
频管，工频变压器次级整流管为低频管，二者不 能用错。
正极 引线
N 型锗片 负极 引线
铝合金 小球
正极引线 PN 结
外壳
触丝
点接触型
正极 引线
N型锗
金锑 合金
负极引线
底座
负极
面接触型
引线
Байду номын сангаас
P N
P 型支持衬底
集成电路中平面型
4. fM — 最高工作频率(超过时单向导电性变差)
温度对二极管特性的影响
iD / mA 90C
60
20C
40
20 –50 –25
0 0.4
uD / V
– 0.02
T 升高时， UD(on)以 (2 2.5) mV/ C 下降
4.2.4 普通二极管电路分析
1、普通二极管可采用两种电路分析方法 为了区别其他用途的二极管，习惯上将利用单向导电性完成一
很大，电流近似为零。
4.2 半导体二极管及其应用
学习要点
1.掌握二极管基本工作原理 2.掌握二极管电路的分析方法
4.2.1 二极管的分类
1.根据PN结面积分： （1）点接触型 （2）面接触型
点接触型二极管PN结面积很小，因而结电容也小，可以在高频 下工作，适用于检波、调制和混频等，但管子中不允许通过较大 的电流和承受较高的电压。
外电场使多子向 PN 结移动, 中和部分离子使空间电荷区变
窄I。F = I多子 I少子 I多子
限流电阻
2. 外加反向电压(反向偏置)
IR
P区
N区
内电场 外电场 -
漂外移电运场动使加少强子形背成离反P向N 电结流移动I，R
空间电荷区变宽。
IR = I少子 0
PN 结的单向导电性：正偏导通，呈小电阻，电流较大; 反偏截止，电阻
面接触型二极管则相反，由于PN结的面积大，故结电容也大， 适宜在低频电路总工作，能通过较大的电流，能承受较高的电压，
可用于整流电路等。
2.根据工作频率分：（1）高频管；（检波用） （2）低频管。（整流用）
3.根据功率分：（1）大功率管；（电力系统用） （2）中功率管；（电源整流用） （3）小功率管。（检波用）
空穴(在共价键以内)的运动
结论：
1. 本征半导体中电子空穴成对出现，且数量少；
2. 半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电； 3. 本征半导体导电能力弱，并与温度有关。
４.1.2 掺杂半导体
一、N 型半导体（掺入磷原子）
N型
电子为多数载流子
+4
+4
+4
空穴为少数载流子
+4
+5
+4
磷原子
自由电子
载流子数 电子数
2CZ4
4.2.2 二极管的伏安特性
iD /mA
U (BR) IS 反向特性 O
正向特性 Uth uD /V
0 U Uth iD = 0
Uth = 0.5 V (硅管) 0.1 V (锗管)
U Uth iD 急剧上升
反向击穿
死区 电压
UD(on) = (0.6 0.8) V 硅管 0.7 V (0.1 0.3) V 锗管 0.2 V
(Si),锗(Ge)］ ２、本征半导体
纯净的半导体称为本征半导体 ３、载流子 自由运动的带电粒子
４、共价键
相邻原子共有价电子所形成的束缚
二、结构图
硅(锗)的原子结构
简化 模型
惯性 核
价电子
硅(锗)的共价键结构
空 穴
空穴 空穴可在共 价键内移动
自由电子
受光照或温度
＋4
＋4
＋4
此时整个晶 体带电吗？
定电路功能二极管称为普通二极管。 （1）理想开关模型方法
当外加正向电压远大于二极管的导通电压UD(on)时：
[ UD(on)可以视为二极管导通时的管压降 ]即相对于大电压UD(on)可忽
略不计，从而认定二极管上的电压降为零，相当于理想开关的接通状态。 反偏时二极管截止，忽略反向电流并认定流过二极管的电流为零，相当 于理想开关的断开状态（设正偏时电压降为零，反向击穿电压无穷大的 二极管称为理想二极管）。
U(BR) U 0 U < U(BR)
iD = IS < 0.1 A(硅)几十 A (锗) 反向电流急剧增大 (反向击穿)
伏安特性仿真实验
4.2.3 二极管的主要参数
iD IF
U (BR) URM O
uD
1. IF — 最大整流电流(最大正向平均电流) 2. URM — 最高反向工作电压，为 U(BR) / 2 3. IR — 反向电流(越小单向导电性越好)
本章内容简介： 1.半导体基础知识 2.半导体二极管 3.双极性三极管（三极管、场效应管） 4.习题分析技术 5.实用培训技术
4.1 半导体基础知识
学习要点
1.半导体的导电机理； 2.PN结的形成及其导电特性。
4.1.1 本征半导体
一、有关概念
1、半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质［如硅