1.PN结
半导体：导体与绝缘体之间的导电性（硅和锗）
- 热敏特性:当温度升高时,半导体的导电性能会增强
- 光敏特性：当受到光照作用时，半导体的导电性会增强
- 掺杂特性：在纯半导体中加入某种杂质后，半导体的导电性会增强
本征半导体：完全纯半导体
- 本征激发自由电子(带负电)和空穴(带正电)的产生
- 电子空穴复合成对消失
- 在外电场的作用下，电子运动形成电子电流；价格电子填补空穴，移动空穴，形成空穴电流
杂质半导体：本征半导体硅或锗中加入微量其他适当元素后形成的半导体
- N型半导体：在本征半导体中加入 半导体在5价磷元素后形成 (1) 自由电子为少子(少数载流子) (2) 大量的自由电子和正离子出现在半导体中
- P型半导体：在本征半导体中加入 半导体在3价硼元素后形成 (1) 空穴为多子，自由电子为少子 (2) 半导体中有大量的空穴和负离子
- 在杂质半导体中，大多数载流子的浓度由与环境温度无关的杂质浓度决定；少数载流子的浓度主要与温度有关
- 整个半导体的正负电荷仍然相等，对外呈电中性
PN结的形成:P空间电荷层由N型半导体在其界面形成
- 以N型(或P型)半导体为基板，一侧形成P型半导体(另一侧为N型半导体)
- 在浓度差的作用下，电子从N区扩散到P区；空穴从P区扩散到N区，留下一层正负离子(即空间电荷层，或在P区和N区交界面上不能移动PN结)
- PN内电场(方向从N区指向P区)将在半导体内形成
- PN一方面阻碍了多子的扩散，另一方面也加速了少子的漂移
- 当扩散和漂移达到平衡时，流过PN结的静电流为零，PN结的厚度一定，接触电位差一定
PN结的单向导电性
- PN结的偏置 (1) PN结正偏置置外加直流电压时PN当结P型半导体一端的电位高于N型半导体一端的电位时，称为PN外电场与内电场方向相反，内电场被削弱，PN结变窄，有利于大多数载流子的扩散，PN结导通 (2) PN结反向偏置：当外加直流电压时PN当结N型半导体一端的电位高于P型半导体一端的电位时，称为PN结反偏置，简称反偏置，此时外电场与内电场方向相同，内电场增强，PN结变宽不利于大多数载流子的扩散，PN结截止
PN结的电压电流关系
- i: 流过PN结的电流
- u: PN两端的正电压
- U[T]:热电压(室温下约等于26mV)
- I[S]:PN结反向饱和电流
PN反向击穿结：当PN结反偏置电压超过一定大小时，流过PN结的反向电流急剧增加,PN结被反向击穿
- 齐纳击穿：电场将PN结中的价电子从共价键中激发(半导体掺杂浓度高，空间电荷层中有强电场)
- 雪崩击穿：电场使PN结中少子碰撞电离共价键中的价电子(半导体掺杂浓度低，空间电荷层电场强)
PN结的电容效应
- 扩散电容C[D]:由载流子在扩散运动中的电荷积累形成
- 势垒电容C[B]:由空间电荷层中电荷量的变化引起的
- PN结结电容C[j] = C[D] C[B]
二、半导体二极管
半导体二极管结构：半导体二极管是封装的PN结
半导体二极管的类型
- 硅管和锗管根据半导体材料的不同分为硅管和锗管
- 按结构形式不同分为平面型和电接触型
半导体二极管的伏安特性
- 正向特性: (1) 与PN伏安特性一致 (2) 有死区：当正偏置电压小于一定值（导电电压，也称为死区电压）时，二极管上的电流几乎为0 (3)导通后(正偏置电压大于导通电压):电压略有升高，电流急剧增加(硅管管压降0.7V,锗管压降取0.2V)
- 反向特性: (1) 当反向偏置电压小于击穿电压时，流过二极管的电流为反向饱和电流（接近0） (2) 当反向偏置电压大于击穿电压时，二极管上的电流急剧增加，反向击穿
温度对半导体二极管特性的影响
- 当温度升高时，死区电压和正管压降低
- 温度升高，反向饱和电流增加
半导体二极管的主要电参数
- 额定整流电流I[F]:管道长期运行允许的电流平均值
- 反向击穿电压U[BR]:二极管能承受的最高反向电压
- 最高允许反向工作电压U[R]:允许的最高反向电压是为了确保管道的安全工作
- 反向电流I[R]:在室温下加上规定的反向电压时测得的电流
- 正向电压降U[F]:指通过一定直流测试电流时的管压降
- 工作频率最高f[M]:超过工作频率f[M]当二极管的单向导电性变坏时
常用的二极管电路模型
- 理想模型
- 恒压模型
- 折线模型
- 小信号动态模型
3.半导体二极管的应用
- 应用于整流电路：将交流电转化为直流电的过程
- 应用于检波电路
- 应用于限幅电路
4.特殊二极管
5.判断电路中二极管工作状态的方法
- 断开二极管,分析电路断开点的开路电压.如果该电压能使二极管正偏,且大于二极管的死区电压,二极管导通;否则二极管截止
- 如果电路中有两个二极管,断开两个二极管,分别判断各个二极管两端的开路电压,开路电压高的二极管优先导通;当此二极管导通后,再根据电路的约束条件判断另一个二极管的工作状态