本徵半導體
什麼是半導體?
導電性介於導體與絕緣體之間的物質稱爲半導體。
半導體——硅(Si)、鍺(Ge),均爲四價元素,它們原子的最外層電子受原子核的束縛力介於導體與絕緣體之間。
什麼是本徵半導體?
本徵半導體是純淨(無雜質)的晶體結構(穩定的結構)的半導體。
因此,本徵半導體的導電性不如普通的半導體。
本徵半導體的結構
本徵半導體中的兩種載流子
因此,本徵半導體的導電性受溫度的影響較大。
爲什麼要將半導體變成導電性很差的本徵半導體?
爲了使導電性可控。既然本徵半導體的導電性很差,需要改善它的導電性,並且還要可控,因此引入了N型半導體和P型半導體。
雜質半導體
N型半導體
N型半導體中的自由電子稱爲多數載流子(簡稱多子),而其中的空穴稱爲少數載流子(簡稱少子)。
P型半導體
Q:少子與多子變化的數目相同嗎?
A:Yes。
Q:少子與多子濃度的變化相同嗎?
A:當然是不相同的。
PN結的形成及其單向導電性
物質因濃度差而產生的運動稱爲擴散運動。氣體、液體、固體均有之。
擴散運動
漂移運動
PN結的形成
參與擴散運動與漂移運動的載流子數目相同,達到動態平衡,就形成了PN結。
PN結的單向導電性
當PN結加反向電壓時,有利於漂移運動,但是由於漂移運動是少子的運動,所以反向電流很小,認爲其趨於0.
PN結的電容效應
因爲當頻率過高時,電容被導通,所以失去單向導電性。
半導體二極管
二極管的伏安特性和電流方程
Q:爲什麼不是一加正向電壓就導通?
A:一方面,二極管本身引出電極的時候有接觸電阻;另一方面,PN結在平衡時是多子的擴散運動和少子的漂移運動達到動態平衡,爲了使擴散運動源源不斷地進行,外加電場要足夠強,足以克服內電場的作用。
反向飽和電流越小,單向導電性能越強。
二極管的等效電路
1. 將伏安特性折線化
2. 微變等效電路
在直流電源的作用下如果有一個Q點,Q點附近有一小信號作用,那麼二極管可以等效爲一個電阻,這個電阻是動態電阻。Q點不同,則動態電阻不同。Q越高,rd越小。
小寫的r:小寫的字母一般代表器件參數。
小寫的rd:小寫的字母一般代表動態量。