二極管的基礎(chǔ)知識

1、二極管的基礎(chǔ)知識,部 門：OEM/ODM制 作 人：谷春壘日 期：2016-02-22,摘要（Summary）：※半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識※二極體原理與應(yīng)用※二極體分類與主要參數(shù)※常見二極體芯片結(jié)構(gòu)與工藝流程,※半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識,物質(zhì)按導(dǎo)電性能可劃分為：,導(dǎo)體 — 一般為低價元素，如銅、鐵、鋁等金屬元素。導(dǎo)電率為105量綱級。導(dǎo)電能力強(qiáng)。,絕緣體 — 一般為高價元素，如：橡膠、云母、塑料等。導(dǎo)電率為10-22~10

2、-14 量綱級。導(dǎo)電能力弱。,半導(dǎo)體 — 一般為四價元素，如：硅（Si）鍺（Ge）等。導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。且導(dǎo)電能力隨條件變化。,1.1半導(dǎo)體材料,,半導(dǎo)體物質(zhì)特性：,摻入雜質(zhì)則導(dǎo)電率顯著增加,摻雜特性,,半導(dǎo)體器件,溫度增加使導(dǎo)電率大為增加,溫度特性,,熱敏器件,光照不僅大為增加導(dǎo)電率還可產(chǎn)生電動勢,光照特性,,光敏器件、光電器件,完全純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體被稱為本征半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。（見左下

3、圖）,本征半導(dǎo)體,,本征半導(dǎo)體：,常用的本征半導(dǎo)體：硅（Si），鍺（Ge）,,1.在T=0K，且無外部激發(fā)能量時：,本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性:,常見本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)平面示意圖,本征半導(dǎo)體內(nèi)部沒有能夠自由移動的帶電粒子，即載流子，此時本征半導(dǎo)體呈絕緣特性。,,,,,,+4,,,,2.在有外部激發(fā)能量（如溫度升高，光照）時：,,,掙脫原子核束縛的電子稱為自由電子，在本征激發(fā)下形成帶負(fù)電荷的載流子。,留下的空位稱為空穴，成為帶正電荷的載流

4、子。,本征半導(dǎo)體的載流子在外加電場的作用下可定向移動形成漂移電流。,,,,,共價鍵內(nèi)的電子稱為束縛電子,雜質(zhì)半導(dǎo)體,N（電子）型半導(dǎo)體(摻入的五價元素如P、Se等),,,雜質(zhì)半導(dǎo)體,P（空穴）型半導(dǎo)體(摻入的三價元素如B、Al、In等),摻入雜質(zhì)越多，導(dǎo)電性能越強(qiáng),(1) 在PN結(jié)外加上正向電壓時：,PN結(jié)正偏（P(+), N(-)）時，具有較大的正向擴(kuò)散電流，呈現(xiàn)低電阻，PN結(jié)導(dǎo)通。,2. PN結(jié)的單向?qū)щ娦?以上所討論的

5、PN結(jié)處于平衡狀態(tài)，稱為平衡PN結(jié)。如在PN結(jié)兩端外加不同方向電壓，就會破壞原平衡，呈現(xiàn)出單向?qū)щ娦浴?(2) 在PN結(jié)外加上反向電壓時：,PN結(jié)反偏（P(-), N (+)）時，僅有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，PN結(jié)截止。,結(jié)論： PN結(jié)加正向電壓，即正偏時，有較大的正向擴(kuò)散電流，此時PN結(jié)電阻小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時的正向電流隨著PN結(jié)兩端的電壓增大而增大； PN結(jié)加反向電壓，即反偏時，只有很小的，不隨PN結(jié)兩端電壓

6、變化的反向飽和電流，此時PN結(jié)電阻大，處于截止?fàn)顟B(tài)。 即PN結(jié)具有單向?qū)щ娦阅堋?,二極管 ：一個PN結(jié)就是一個二極管。單向?qū)щ姡憾O管正極接電源正極，負(fù)極接電源負(fù)極時電流可以通過。反之電流不能通過。符號：,※二極體原理與應(yīng)用,15,二極體的實際特性1,16,二極體的實際特性2,17,二極體在切換式電源上的應(yīng)用,※二極體分類與主要參數(shù),在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點接觸型、面接觸型和平面型