结的反向击穿。
热击穿——不可逆
V BR
O
D
雪崩击穿 齐纳击穿
电击穿——可逆
第一章半导体器件
二极管的伏安特性（3）
iD/m A
20
15
V BR
40
1 0 V th
5
30 20 10 0 0.2 0.4 0.6 0.8
10 死区
20
D/V
30
空穴很容易俘获电子，使杂质原子成为负离子。
三价杂质 因而也称为受主杂质。
第一章半导体器件
{end}
PN结的性质—— PN结的形成
在N型半导体和P型半
P区
空间电荷区
N导体的结合面上形成如下 Nhomakorabea区
物理过程:
因浓度差
多子的扩散运动
内电场
由杂质离子形成 空间电荷区
空间电荷区 形成内电场
内电场促使少子漂移
内电场阻止多子扩散
第一章半导体器件
电子空
杂质半导体（2）
穴对
N型半导体
电子
因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个 半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个 价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。
在N型半导体中自由电子是多数载流子(多子）， 它主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子（少子）, 由热激发形成。
其中：
1.0
IS ——反向饱和电流 VT ——温度的电压当量
0.5 iD=– IS
且在常温下（T=300K）
–– 1.0
–– 0.5
0
0.5
VT
kT0.026V26mV q
PN结的伏安特性
1.0 D/V
二极管的伏安特性（2）
当PN结的反向电压增加
到一定数值时，反向电流突
iD
然快速增加，此现象称为PN
{end}
杂质半导体（1）
杂质半导体(Extrinsic Semiconductors)
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质， 可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质 主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体 称为杂质半导体。 杂质半导体的导电能力比纯净半导体高几十万到几百 万倍。如：纯硅中掺入百万分之一的硼，电阻率从大约 2×103Ω·m减小到4×10－3Ω·m N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。 P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。
特点： 高电阻 很小的反向漂移电流
iD/mA 1.0
外电场
0.5 iD=– IS
– 1.0
– 0.5
0
0.5
1.0 D/V
PN结加反向电压时的导电情况
PN结的伏安特性
第一章半导体器件
PN结的性质——PN结的单向导电性（3）
PN结加正向电压时，呈现低电阻， 具有较大的正向扩散电流；
PN结加反向电压时，呈现高电阻， 具有很小的反向漂移电流。
(3) 平面型二极管
阳极 阴极 引线 引线
(4) 二极管的符号
阳极 a
k 阴极
P
N N +型 支 持 衬 底
第一章半导体器件
(d)符号
{end}
二极管的伏安特性（1）
二极管的伏安特性曲线可用下式表示 Current-Voltage Relationship
R
iD
+
vD
-
iDIS(evD/VT1)
iD/mm A
多子的扩散和少子的漂移 达到动态平衡，PN结形成。
{end}
PN结的性质—PN结的单向导电性（1）
PN结加正向电压时（Forward-Based PN Junction) 当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正
向电压，简称正偏(Forward Bias) 特点：低电阻 大的正向扩散电流
iD/m A 1.0
外电场
0.5
PN结加正向电压时的导电情况
– 1.0
– 0.5
0
0.5
第一章半导体器件
PN结的伏安特性
1.0 D/V
PN结的性质-- PN结的单向导电性（2）
PN结加反向电压时(Reverse-Based PN Junction)
当外加电压使PN结中P区的电位低于N区的电位，称为 加反向电压，简称反偏(Reverse Bais)。
半导体二极管(Diode)结构（2）
二极管按结构分有点接触型、面接触型和平 面型三大类。
(1) 点接触型二极管
PN结面积小，结电 容小，用于检波和变频等 高频电路。
二极管的结构示意图
(a)点接触型
第一章半导体器件
半导体二极管结构（3）PN结面积大，用
(2) 面接触型二极管
于工频大电流整流电路。
往往用于集成电路制造 艺中。PN 结面积可大可小， 用于高频整流和开关电路中。
第一章 半导体基础与半导体器件
§1.1 半导体物理基础知识
一、半导体的结构特点
本征半导体 ---本征激发现象
二、半导体的分类 杂质半导体
P型半导体
N型半导体
PN结的形成
三、PN结
PN结的性
半导体的结构（1）
半导体材料 (Semiconductor Materials) 自然界的物体根据其导电能力(电阻率)的不
同，可划分为导体、绝缘体和半导体。
半导体：导电性能介于导体与绝缘体之间的材料 称为半导体材料。
典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。
半导体的结构（2）
半导体的共价键结构
硅晶体的空间排列
硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构
半导体在常温下几乎第不一章导半导电体器件
{end}
本征半导体
本征半导体(Intrinsic Semiconductors)
自由电电子子空
化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈空单穴穴晶对
体形态。
本征激发： 当外界给半导体施加能量时，一些共价键 中的电子会脱离共价键的束缚成为自由电子，而在原 来的位置上产生一个空穴(hole)。这种现象称为本征 激发。
电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。
电子空穴对可参与导电
第一章半导体器件
由此可以得出结论：PN结具有单 向导电性。
第一章半导体器件
{end}
§1.2 半导体二极管
一、半导体二极管的结构特点 二、半导体二极管的伏安特性 三、二极管的电路模型
正向特性 反向特性
四、含二极管电路的分析
五、二极管的主要参数
六、稳压二极管
第一章半导体器件
半导体二极管(Diode)结构（1）
将PN结用外壳封装起来,并加上电极引线就构 成了半导体二极管,简称二极管。
提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为 正离子，因此五价杂质原子也称为施主杂质。
第一章半导体器件
杂质半导体（3）
P型半导体
空穴
因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺
少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。 电子空
穴对
在P型半导体中空穴是多数载流子，它主要由掺杂 形成；自由电子是少数载流子， 由热激发形成。