半导体二极管的应用

第一章 半导体二极管

练习题

一、填空

1. 当温度升高时，由于二极管内部少数载流子浓度 ，因而少子漂移而形成的反向电

流 ，二极管反向伏安特性曲线 移。

2. 在PN结形成过程中，载流子扩散运动是 作用下产生的，漂移运动是 作用下产生的。

3. 在本征半导体中掺入 价元素得N型半导体，掺入 价元素则得P型半导体。

4. 半导体中有 和 两种载流子参与导电，其中 带正电，而 带负电。 5. 本征半导体掺入微量的五价元素，则形成 型半导体，其多子为 ，少子为 。 6. 纯净的具有晶体结构的半导体称为 ，采用一定的工艺掺杂后的半导体称为 。

7. PN结正偏是指P区电位 N区电位。

8. PN结在 时导通， 时截止，这种特性称为 。

9. 二极管反向击穿分电击穿和热击穿两种情况，其中 是可逆的，而 会损坏二极管。 10. 二极管P区接电位 端，N区接电位 端，称正向偏置，二极管导通；反之，称反向偏

Product Datasheet Pb-free Status Description

Y ActiveNEW Zener Diode 200 mW 22 MM3Z22VST1G MM3Z2V4ST1/D (101.0k

Y ActiveNEW Zener Diode 200 mW 27 MM3Z27VST1G MM3Z2V4ST1/D (101.0k

Y ActiveNEW Zener Diode 200 mW 33 MM3Z33VST1G MM3Z2V4ST1/D (101.0k

Y ActiveNEW225 W e-Rated Zener 2.4 MMSZ5221ET1G MMSZ5221ET1/D (79.0k

Y ActiveNEW225 W e-Rated Zener 20 MMSZ5250ET1G MMSZ5221ET1/D (79.0k

NZ9F10VST5G NZ9F2V4S/D (94.0kB)Y ActiveNEW10V 200 mW SOD-923 Z NZ9F10VT5G NZ9F2V4/D (92.0kB)Y ActiveNEW10V 200 mW SOD-923 Z NZ9F11VST5G NZ9F2V4S/D (94.0

第1章 半导体二极管及其基本电路

1.1 教学内容与要求

本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。教学内容与教学要求如表1.1所示。要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。主要掌握半导体二极管在电路中的应用。

表1.1 第1章教学内容与要求

教学内容 本征半导体，杂质半导体 形成 半导体基础知识 PN结 单向导电性 伏安特性 电容效应 结构与类型 伏安特性与主要参数 半导体二极管 型号与选择 模型 应用（限幅、整流） 稳压二极管（稳压原理与√ 稳压电路） 特殊二极管 发光二极管、光电二极管、变容二极管 √ 析 条件及稳压电路分熟练掌握 √ √ √ √ √ 教学要求 重点与难点 正确理解 一般了解 √ √ √ √ 重点：PN结的单向导电性 难点：PN结的形成 重点：二极管应用电路分析 难点：二极管各模型的特点及选择各种模型的条件 重点：稳压管稳压1.2 内容提要

1.2.1半导体的基础知识

1．本征半导体

高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。本征半导体中有两种载流子：自由电子

半导体二极管及其基本电路

基本要求

正确理解：PN结的形成及单向导电性

? 熟练掌握：普通二极管、稳压二极管的外特性及主要参数 ? 能够查阅电子器件相关手册

?

难点重点 1．ＰＮ结的形成

（1）当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使Ｐ区和Ｎ区中原来的电中性条件破坏了。Ｐ区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，Ｎ区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在Ｐ区和Ｎ区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的ＰＮ结。

图（1）浓度差使载流子发生扩散运动

（2）在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为耗尽层。

（3）Ｐ区一侧呈现负电荷，Ｎ区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由Ｎ区指向Ｐ区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场。

图（2）内电场形成

1

（4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：

半导体二极管及其基本电路

基本要求

正确理解：PN结的形成及单向导电性

? 熟练掌握：普通二极管、稳压二极管的外特性及主要参数 ? 能够查阅电子器件相关手册

?

难点重点 1．ＰＮ结的形成

（1）当Ｐ型半导体和Ｎ型半导体结合在一起时，由于交界面处存在载流子浓度的差异，这样电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。但是，电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使Ｐ区和Ｎ区中原来的电中性条件破坏了。Ｐ区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，Ｎ区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。这些不能移动的带电粒子通常称为空间电荷，它们集中在Ｐ区和Ｎ区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是我们所说的ＰＮ结。

图（1）浓度差使载流子发生扩散运动

（2）在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉了，或者说消耗殆尽了，因此，空间电荷区又称为耗尽层。

（3）Ｐ区一侧呈现负电荷，Ｎ区一侧呈现正电荷，因此空间电荷区出现了方向由Ｎ区指向Ｐ区的电场，由于这个电场是载流子扩散运动形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场。

图（2）内电场形成

1

（4）内电场是由多子的扩散运动引起的，伴随着它的建立将带来两种影响：

第15章 半导体二极管和三极管15.1 半导体的导电特性

15.2 PN结15.3 半导体二极管 15.4 稳压二极管 15.5 半导体三极管

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第15章 半导体二极管和三极管本章要求： 一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和 电流放大作用； 二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工 作原理和特性曲线，理解主要参数的意义； 三、会分析含有二极管的电路。

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对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和 正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器 件的目的在于应用。 学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况， 对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近 似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结 果。 对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标， 就不要过分追究精确的数值。 器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误 差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。总目录 章目录 返回 上一页 下一页

15.1 半导体的导电特性半导体的导电特性： 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成

第2章 半导体二极管及其应用

第2章 半导体器件基础

2.1 教学基本要求

主 要 知 识 点 本征半导体，掺杂半导体 半导体基础知识 PN 结的形成 PN 结的单向导电性 PN 结的电容效应 二极管的结构及类型 二极管的伏安特性及主要参数 半导体二极管 二极管的应用（整流和限幅） 硅稳压管的伏安特性、主要参数 硅稳压管稳压电路 光电二极管，变容二极管 晶体管的结构及其工作原理 晶体三极管 电流分配与放大作用 晶体管的工作原理、伏安特性及主要参数 场效应管的结构与类型 场效应管 场效应管的工作原理 场效应管的伏安特性及主要参数 场效应管放大器的结构 √ √ √ √ 教 学 基 本 要 求 熟练掌握 正确理解 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 一般了解 √ √ √ √ 2.2 重点和难点 一、重点

1．理解PN结的形成和特点。

2．理解PN结的单向导电性、半导体二极管的伏安特性。 二

第2章 半导体二极管及其应用

第2章 半导体器件基础

2.1 教学基本要求

主 要 知 识 点 本征半导体，掺杂半导体 半导体基础知识 PN 结的形成 PN 结的单向导电性 PN 结的电容效应 二极管的结构及类型 二极管的伏安特性及主要参数 半导体二极管 二极管的应用（整流和限幅） 硅稳压管的伏安特性、主要参数 硅稳压管稳压电路 光电二极管，变容二极管 晶体管的结构及其工作原理 晶体三极管 电流分配与放大作用 晶体管的工作原理、伏安特性及主要参数 场效应管的结构与类型 场效应管 场效应管的工作原理 场效应管的伏安特性及主要参数 场效应管放大器的结构 √ √ √ √ 教 学 基 本 要 求 熟练掌握 正确理解 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 一般了解 √ √ √ √ 2.2 重点和难点 一、重点

1．理解PN结的形成和特点。

2．理解PN结的单向导电性、半导体二极管的伏安特性。 二

第15章 半导体二极管和三极管15.1 半导体的导电特性

15.2 PN结15.3 半导体二极管 15.4 稳压二极管 15.5 半导体三极管

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第15章 半导体二极管和三极管本章要求： 一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和 电流放大作用； 二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工 作原理和特性曲线，理解主要参数的意义； 三、会分析含有二极管的电路。

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对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和 正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器 件的目的在于应用。 学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况， 对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近 似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结 果。 对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标， 就不要过分追究精确的数值。 器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误 差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。总目录 章目录 返回 上一页 下一页

15.1 半导体的导电特性半导体的导电特性： 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成

第2章 半导体二极管及其应用

第2章 半导体器件基础

2.1 教学基本要求

主 要 知 识 点 本征半导体，掺杂半导体 半导体基础知识 PN 结的形成 PN 结的单向导电性 PN 结的电容效应 二极管的结构及类型 二极管的伏安特性及主要参数 半导体二极管 二极管的应用（整流和限幅） 硅稳压管的伏安特性、主要参数 硅稳压管稳压电路 光电二极管，变容二极管 晶体管的结构及其工作原理 晶体三极管 电流分配与放大作用 晶体管的工作原理、伏安特性及主要参数 场效应管的结构与类型 场效应管 场效应管的工作原理 场效应管的伏安特性及主要参数 场效应管放大器的结构 √ √ √ √ 教 学 基 本 要 求 熟练掌握 正确理解 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 一般了解 √ √ √ √ 2.2 重点和难点 一、重点

1．理解PN结的形成和特点。

2．理解PN结的单向导电性、半导体二极管的伏安特性。 二