由于绝大多数半导体的原子排列呈晶体结构，所以由半导体构成 的管件也称晶体管。
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2. 电子空穴对
自由电子: 当导体处于热力学温度0K时，导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时， 价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原的束缚，而参与导电，成为自由电子。这一现象称为 本征激发，也称热激发。
空穴: 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出 现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性， 其正电量与电子的负电量相等，人们常称呈现正电性的 这个空位为空穴。 电子空穴对: 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成 对出现的，称为电子空穴对。游离的部分自由电子也可 能回到空穴中去，称为复合。 本征激发和复合在一定温 度下会达到动态平衡.
Is硅(nA)<Is锗(A)
硅管比锗管稳定
5.反向击穿电压UB:当反压增大UB时再增加，反向
激增，发生反向击穿，
1.2.3 半导体二极管的参数和模型
1.半导体二极管的参数:
最大整流电流IF、 反向击穿电压UBR、 最大反向工作电压URM、 反向电流IR、 最高工作频率fmax和结电容Cj。
T=300K（室温）时 VT= 26mV
• 当加正向电压时：
I ISevVT
• 当加反向电压时：
I IS
(v>>VT)
Sect
4. PN结的反向击穿
击穿可逆。 反向击穿二掺P极N杂管结浓容上度易反小发向的生电压达到某一数值，反向电流激增。
• 雪崩击穿击穿当可反逆向。电压增高时，少子获得能量高速运动， 掺杂在浓空度间大电的荷区与原子发生碰撞，产生碰撞电离。 二极管形容成易连发锁生反应，象雪崩一样。使反向电流激增。
外电场与PN结内电场方向相同，增强内 电场。内电场对多子扩散运动阻碍增强， 扩散电流大大减小。少子在内电场的作用 下形成的漂移电流加大。 PN结呈现高电阻。
内 外
内
Sect
3. PN结电流方程
由半导体物理可推出：IIS(evVT 1)
式中
Is 饱和电流; VT = kT/q 等效电压 k 波尔兹曼常数；
以空穴导电为主。
半导体的特性：
⑴光敏性和热敏性。 即半导体受到光照或热的辐射时， 其电阻率会发生很大的变化，导电能力将有明显的改善，利 用这一特性可制造光敏元件和热敏元件。
⑵掺杂特性。 即在纯净的半导体中掺入微量的其他 元素，半导体的导电能力将有明显的增加。
图1-3 N型半导体的结构示意图 图1-4 P型半导体的结构示意图
3. 空穴的移动
电子移动时是负电荷的移动，空穴移动时是正电荷的移动， 电子和空穴都能运载电荷，所以他们都称为载流子。
图1-1 本征激发和复合的过程
I
E
由电子移动形成的电流
自由电子移动方向 空穴移动方向
由空穴移动形成的电流
图1-2 半导体中电子和空穴在外电 场作用下的移动方向和形成的电流
1.1.2 杂质半导体
由PN结电流方程求出理想的伏安特性曲线
PN结电流方程为：
IIS(eUUT 1)
1.当加正向电压时
I ISeUUT
I 随U↑，呈指数规率↑
2.当加反向电压时
基本不变
I = - Is
3.门限电压:正向起始部分存在一个死区或门坎。
硅：Ur=0.6-0.7v; 锗：Ur=0.2-0.3v
4.加反向电压时，反向电流很小,即
空 间 电 荷 区 形 成 内 电 场 内 内 电 电 场 场 促 阻 使 止 少 多 子 子 漂 扩 移 散 达 到 动 态 平 衡
PN结的接触电位
内电场的建立，使PN结中产生电位差。从而形成接触电位Vf 接触电位V决定于材料及掺杂浓度
锗： Vf =0.2～0.3V 硅： Vf =0.6～0.7V
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2 PN结的单向导电性
1.PN结加正向电压
外
P 区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；
外电场方向与PN结内电场方向相反，削 弱了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍 减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移 电流，可忽略漂移电流的影响。 PN结呈现低电阻。
2. PN结加反向电压
P区的电位低于N区的电位，称为加反向电压，简称反偏；
点接触型 用于检PN波结和面变积频大等，高用频电路
二极管按结构分 面接触型 往往于用工于频集大成电电流路制整造流工电艺路中。
平面型
PN 结面积可大可小， 用于高频整流和开关电路中。
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半导体二极管的型号图片
国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：
1.2.2 二极管的伏安特性
伏安特性: 是指二极管两端电压和流过二极管电流之间的关系。
第1章双极型半导体器件
第1章 双极型半导体器件
1.1 半导体的基本知识
1.1.1 本征半导体及其导电性 1. 本征半导体共价键结构
物质按其导电能力的强弱分类： 导体——容易传导电流的材料称为导体。 绝缘体——几乎不传导电流的材料称为绝缘体。 半导体——导电能力介于导体和绝缘体之间的称为半导体。 本征半导体——化学成分纯净的半导体。
1.1.3 PN结及单向导电性
1 PN结
扩散运动 多子从浓度大向浓度小的区域运动。
PN结 P型半导体 空间电荷区 N型半导体
漂移运动 动态平衡
少子向对方运动，漂移运动产生漂移电流。 扩散电流=漂移电流，PN结内总电流为0。
PN 结
稳定的空间电荷区，又称为高阻区、耗尽层，
内电场方向
浓 度 差 多 子 扩 散 杂 质 离 子 形 成 空 间 电 荷 区
• 齐纳击穿 当反向电压较大时，强电场直接从共价键中将电 子拉出来，形成大量载流子,使反向电流激增。
不可逆击穿 — 热击穿 PN结的电流或电压较大，使PN 结耗散功率超过极限值，使结温 升高，导致PN结过热而烧毁。
Sect
1.2 半导体二极管
1.2.1 晶体二极管的结构类型
在PN结上加上引线和封装，就成P为N一结个面二积极小管，结电容小，
掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。
1. N型半导体
在本征半导体中掺入五价杂质元素，பைடு நூலகம்如磷，可 形成 N型半导体,也称电子型半导体。
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟 等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。
N型半导体的特点： 自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子，
以自由电子导电为主。 P型半导体的特点： 空穴为多数载流子，自由电子是少数载流子，