第一章二极管基本电路

第一节半导体的基本知识

自然界的物质根据其导电能力，可以分为导体，绝缘体，半导体

半导体的特性

1：光敏特性。2：热敏特性。3：掺杂特性。

由原子结构理论得知，原子最外层电子达到8个的时候呈现比较稳定的状态，因此两个相邻原子价电子必须成对地存在。这一对价电子同时受两个原子核的束缚，为他们所共有，称为共价键。由于共价键的存在原子核最外层相当于有8个电子，比较稳定。因此本征半导体不易导电，但是当共价键上的电子受到了一定的温度，光的照射或者掺杂一些杂质的情况下，共价键上的少数电子获得足够的能量，就会挣脱原子核的束缚称为自由电子参加导电。

N型半导体：在半导体中加入微量的五价元素，就是N型半导体，这样外层电子就多余一个，在常温下就可以脱离原子称为自由电子，因为自由电子的数量很多，这种半导体主要靠电子导电，因此称为电子型半导体，简称N型半导体。

P型半导体：在半导体材料中加入三价元素，这样使得半导体中缺一个价电子，即出现一个空穴，这个空穴容易被邻近的价电子填补，逐个形成空穴并且逐个填补，空穴相当于带正电的粒子，这种半导体主要靠空穴导电，因而称为空穴型半导体，简称P型半导体。

PN结：将P型半导体和N型半导体结合在一起，这样就是PN结，PN结是晶体二极管和三极管等半导体器件的基本结构，晶体管是由一个PN结组成的，三极管是由两个PN结组成的。

PN结单向导电特性：

1：PN结加正向电压，将P区接电池正极，N区接电池负极，这种接法叫做PN接正向连接或正向偏置，简称正偏。正向接法的时候，外电场的方向与PN结中内电场的方向相反，因而削弱了内电场，此时在外电场的作用下，P区中的空穴向右移动，与空间电荷区内的一部分负离子中和，N区中点电子向左移动，与空间电荷区内的一部分正离子中和，结果使空间电荷区的宽度变窄，最后形成一个较大的回路电流I，其方向在PN结中是由P区流向N区。

2：将N区接电池的正极，P区接电池的负极，这种接法叫做PN结反向连接或反向偏差，简称反偏。

第二节普通二极管及其应用

半导体二极管由一个PN结加两个引线电极组成，从P区引出线为二极管正极（阳极），从N区引出线为二极管负极

二极管最重要的特性就是单方向导电性，它可以用加在二极管两端的电压和流经二极管电流的关系（简称伏安特性）来说明。

下图为硅二极管伏安特性曲线，横轴表示二极管两端电压，纵轴表示流经二极管电流。图中曲线可分为以下三个部分，

1：正向特性

二极管两端加正向电压就产生正向电流，正向电流只有在正向电压大于0.5V（对于锗二极管是0.2V）以后才产生，超过0.5V以后只要电压稍稍升高一点就会引起电流急剧增大。通常情况下，硅二极管正向电压不会超过0.7V（锗二极管正向电压不会超过0.3V）。由正向特性曲线还可以看到：曲线AB之间是弯曲的，我们称它为非线性区，BC之间的曲线较直，我们称它为线性区。

2：反向特性

当二极管加反向电压时，反向电流很小，而且当反向电压超过零点几伏以后，反向电流不在随反向电压的增大而增大，即达到饱和，这个电流称为反向饱和电流，一般用符号I表示，OD段为二极管反向特性曲线段。

3：反向击穿特性

当二极管反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，如图DE段。若反向电流增大到某一数值，二极管将发生热击穿，热击穿的发生将意味着二极管永久性损坏，只要注意控制反向电流数值，不使其过大，当反向电压降低时，二极管的性能可能恢复正常。从二极管的反向击穿特性区可以看出，在反向击穿区，电压基本稳定，而电流变化却很大，即具有稳压特性，这时只要有效地防止二极管发生热击穿，二极管的危险区就成为稳压管的工作区，稳压管就是依据这一理论制造出来的。