电子技术系列之半导体基础知识!

2020-08-31  来自: 西安简序机电设备有限公司 浏览次数:29

半导体分为本征半导体和杂质半导体。

高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。常用的材料是硅和锗。这种本征半导体有两种载流子:自由电子和空穴,他们是成对出现的,有时也叫电子空穴对。载流子的浓度受温度的影响非常的大,随着温度的升高,载流子的浓度基本上会按照指数规律增加。但是,由于本征半导体中的载流子浓度非常低,所以其导电的能力很差。

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另一种是杂质半导体,分为N型半导体和P型半导体。所谓的N型半导体就是在半导体掺入微量的五价元素,多子是自由电子,少子是空穴。P型半导体是掺入三价的微量元素,他的多子是空穴,少子是自由电子。在杂质半导体中多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度,掺入杂质越多,多子浓度越大。而少子由本征激发产生,他的浓度主要取决于温度,温度越高,少子浓度越大。知识点,杂质半导体呈电中性。

前面刚说了,本征半导体,分为N型半导体和P型半导体,在一块本征半导体上,一边形成N型半导体,另一半形成P型半导体,在N型区和P型区的结合处会形成PN结。知识点,PN结是构成其他所有半导体的基础。

关于PN结两个很重要的点,很重要的知识点,一个是PN结具有单项导电性。外加正向电压时,电阻很小,多子扩散形成正向电流,通过的正向电流很大,PN结导通;外加反向电压时,电阻很大,少子漂移形成反向电流,通过的反向电流很小,PN结几乎截止。

第二个时PN结的伏安特性:

式中,Is在数值上等于反向饱和电流,Vt=KT/q,为温度当量,在常温下,Vt约等于26毫伏。

的PN结的例子是二极管,二极管就是由PN结加上电极引线和外壳组成的。

我们接着了解二极管的伏安特性。二极管的伏安特性和PN结的伏安特性基本相同,

特点是1,正向特性,当正向电压大于开启电压后,随着正向电压的增加,正向电流近似按指数规律增大,正向电阻很小,二极管可以看做是导通的,在伏安特性的这部分,电流在快速增大时,二极管的正向压降变化很小。一般认为,硅二极管导通压降是0.7伏,锗二极管导通压降是0.3伏。

特点2,反向特性,当外加反向电压时,在范围内反向电流很小,反向电阻很大,二极管呈截止状态。

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特点3,击穿特性,就是当反向电压大于击穿电压时,二极管反向电流急剧增加,二极管反向击穿,所以在使用时要注意二极管的击穿电压是否大于实际电路种电压,一般留出40%的冗余。

二极管还有一些主要参数,比如整流电流:指二极管长期工作时允许通过的正向平均电流。二极管高反向工作电压:二极管工作时允许施加的反向电压。反向电流:指室温时和施加反向电压下测得的反向电流,一般情况下,这个电流越小越好。工作频率:指二极管工作的上限频率。

二极管在电路中的应用非常广泛,经常用来做限幅、稳压和整流。

如果做稳压的话,要注意的一点,就是稳压二极管必须工作在方向击穿状态,并且流过稳压二极管的电流要在在小稳定电流稳定电流之间。

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