第1篇 模拟电子技术理论
第1章 半导体二极管及应用
半导体器件具有体积小、重量轻、使用寿命长、能量转换效率高等优点,是现代电子技术中广泛应用的器件。本章在阐述半导体基本知识的基础上,主要介绍半导体二极管的结构、特性曲线、主要参数,特殊二极管以及二极管在电子技术中的应用。
1.1 半导体的基本知识
自然界的物体按其导电能力的强弱可分为导体、半导体和绝缘体3大类。导体如金、银、铜、铝等,其内部存在大量摆脱了原子核束缚的自由电子,在外电场的作用下,这些自由电子将作定向运动而形成较大的电流,因此导体的导电能力很强。绝缘体如云母、塑料、工业橡胶等,其原子核对*外层电子的束缚力很大,常温下自由电子很少,因此导电能力很差。
半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间,常用的半导体材料有硅(Si)、锗(Ce)、硒(Se)、砷化镓(CaAs)以及一些金属氧化物和硫化物等。半导体一般呈晶体结构,其原子核对价电子的束缚较弱,当半导体受到外界光和热的刺激时,它便释放价电子,从而使导电能力发生变化。例如纯净的锗从20℃升高到30℃时,它的电阻率几乎减小为原来的1/2。又如一种硫化镉薄膜,在暗处其电阻为几十兆欧姆,受光照后,电阻可以下降到几十千欧姆,只有原来的百分之一。利用半导体的这些敏感性可制成各种光敏元件和热敏元件。若在纯净的半导体中加入微量的杂质,则半导体的导电能力会有更显著的增加,例如在半导体硅中,只要掺入亿分之一的硼,电阻率就会下降到原来的几万分之一,这是半导体*显著的导电特征。利用这个特性可制造出各种半导体器件。
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