半导体二极管及基本电路PPT学习教案.pptx

半导体二极管是电子技术中的基础元件，主要利用半导体材料的特性进行工作。在这个PPT学习教案中，详细讲解了半导体二极管及其基本电路的相关知识。 半导体材料是介于导体和绝缘体之间的物质，其电阻率在10-3至109欧姆·厘米之间。常见的半导体材料包括硅（Si）、锗（Ge）以及砷化镓（GaAs）。这些材料的导电性不同于导体和绝缘体，它们的导电能力会因环境条件（如温度和光照）的变化而改变，因此常用于制造光敏元件和热敏元件。 半导体的导电性主要取决于其共价键结构。硅和锗等四价元素的原子之间通过共价键相互连接，形成稳定的晶体结构。在绝对零度（T=0K）且无外部激发时，半导体不导电。随着温度升高或受到光照，部分价电子获得能量，脱离原子核的束缚成为自由电子，同时在原位置留下一个空位，即空穴。自由电子和空穴是同时成对产生的，称为电子空穴对，它们是半导体导电的主要载流子。 掺杂半导体是通过向本征半导体中引入杂质元素来改变其导电性质。若掺入五价元素（如磷、砷、锑），会形成N型半导体，多余电子成为多数载流子；而掺入三价元素（如硼），则形成P型半导体，多数载流子为空穴。掺杂可以显著提高半导体的载流子浓度，例如，掺杂百万分之一的杂质，载流子数量可增加一百万倍。 PN结是半导体二极管的核心，它由P型和N型半导体接触形成。在PN结的两侧，由于杂质的不同，形成了浓度差，导致多子扩散并形成空间电荷区，进而产生内电场。这个内电场具有阻止多子扩散和促使少子漂移的作用。当PN结正向偏置（正极接电源正极，负极接电源负极）时，内电场被削弱，扩散电流远大于漂移电流，PN结呈现低阻性；反向偏置（正极接电源负极，负极接电源正极）时，内电场加强，扩散电流减小，主要由漂移电流主导，PN结呈现高阻性。这就是PN结的单向导电性，也是二极管最基本的特性。 二极管是由一个PN结构成的器件，它的功能是允许电流在一个方向上流动，而在另一个方向上几乎阻止电流。二极管的符号通常包含一个箭头，表示电流的正向传导方向。在电路中，二极管常用于整流、钳位、稳压等应用。 半导体二极管和基本电路的学习涵盖了半导体材料的性质、掺杂效应、PN结的形成及其单向导电性，以及二极管的工作原理和应用。这些知识对于理解和应用电子技术至关重要。