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第一章第一章 半导体二极管半导体二极管1.1.本征半导体本征半导体单质半导体材料是具有 4 价共价键晶体结构的硅 Si 和锗 Ge。导电能力介于导体和绝缘体之间。特性：光敏、热敏和掺杂特性。本征半导体：纯净的、具有完整晶体结构的半导体。在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发），产生两种带电性质相反的载流子（空穴和自由电子对），温度越高，本征激发越强。空穴是半导体中的一种等效+q 的载流子。空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位，使局部显示+q 电荷的空位宏观定向运动。在一定的温度下，自由电子和空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为复合。当热激发和复合相等时，称为载流子处于动态平衡状态。2 2杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。P 型半导体：在本征半导体中掺入微量的 3 价元素（多子是空穴，少子是电子）。N 型半导体：在本征半导体中掺入微量的 5 价元素（多子是电子，少子是空穴）。杂质半导体的特性 载流子的浓度：多子浓度决定于杂质浓度，几乎与温度无关；少子浓度是温度的敏感函数。体电阻：通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。在半导体中，存在因电场作用产生的载流子漂移电流（与金属导电一致），还才能在因载流子浓度差而产生的扩散电流。3.PN3.PN 结结在具有完整晶格的 P 型和 N 型半导体的物理界面附近，形成一个特殊的薄层（PN 结）。PN 结中存在由 N 区指向 P 区的内建电场，阻止结外两区的多子的扩散，有利于少子的漂移。PN 结具有单向导电性：正偏导通，反偏截止，是构成半导体器件的核心元件。正偏 PN 结（P+，N-）：具有随电压指数增大的电流，硅材料约为 0.6-0.8V，锗材料约为0.2-0.3V。反偏 PN 结（P-，N+）：在击穿前，只有很小的反向饱和电流 Is。PN 结的伏安（曲线）方程：4.4.半导体二极管半导体二极管普通的二极管内芯片就是一个 PN 结，P 区引出正电极，N 区引出负电极。单向导电性：正向导通，反向截止。正向导通压降：硅管 0.60.7V，锗管 0.20.3V。死区电压：硅管 0.5V，锗管 0.1V。分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若 V阳 V阴(正偏)，二极管导通(短路);若 V阳 u-时，uo=+Uom，当 u+u-时，uo=-Uom 基本运算电路基本运算电路 反相比例运算电路 R2=R1/Rf 同相比例运算电路 R2=R1/Rf 反相求和运算电路 R4=R1/R2/R3/Rf 同相求和运算电路 R1/R2/R3/R4=Rf/R5 加减运算电路 R1/R2/Rf=R3/R4/R5 积分运算 微分运算