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PCB之半导体器件基础

编辑:PCB    来源:未知    发布时间:2019-06-10 11:37    浏览量:

一、二极管基本原理

1.半导体的基本特性

常用的半导体材料有硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓等。

半导体之所以引起人们的关注,并在电子技术中得到广泛应用,其原因在于半导体的导电能力会随温度、光照、或掺入一定的杂质而发生明显的变化。半导体最为突出的特点是,掺入杂质可以改变半导体的导电能力,这就是近代电子学利用半导体材料制造各种半导体器件和集成电路的基本依据。

掺入杂质的半导体称为杂质半导体。人们通过掺入不同种类和数量的杂质元素,来控制半导体的导电性能,根据掺入的杂质不同,可分为N型半导体和P型半导体两类。

在硅(或锗)晶体中掺入五价元素(如磷、砷、锑等)后,这种半导体称为N型半导体。

在硅(或锗)晶体内掺入少量三价元素(如硼、铝、铟等)后,这种半导体称为P型半导体。

2.PN结的单向导电性

若在一块本征半导体中掺进不同的杂质,使一部分为P型,另一部分为N型,那么在P型与N型交界处就会产生一个特殊的区域,这个区域称为PN结,PN结是构成众多半导体器件的基础,PN结具有单向导电性。

1)外加正向电压(PN结正偏)

当P区接电源正端,N区接电源负端时,此时PN结呈现的正向电阻很小,称为“正向导通”。

2)外加反向电压(PN结反偏)

当P区接电源负端,N区接电源正端时,形成很小的反向饱和电流。此时PN结呈现的反向电阻很大,称为“反向截止”。

特别指出,当环境温度升高时,PN结的反向饱和电流将增大。这是造成半导体器件工作时不稳定的重要因素,在实际应用中必须加以考虑。

3.二极管基本原理

半导体二极管(又称晶体二极管)种类很多,二极管内部是一个PN结,所以半导体二极管具有单向导电性,这是所有类型二极管的共性,根据这一点,可以利用数字万用表的“二极管挡”对二极管进行简单的测试,正向测量时电阻较小,一般在600Ω左右,而反向测量时电阻很大,这时数字万用表只有最高位显示1,其他位不显示,表示超量程。

根据半导体材料的不同,二极管可分为硅管、锗管等;根据用途不同,又可分为整流二极管、稳压二极管、检波二极管、开关二极管等;根据工作频率不同,又可分为低频二极管、高频二极管。

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