二极管及其应用-德赢Vwin官网网

1、半导体基础知识

（1）纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体，常用的半导体材料有硅（Si）和锗（Ge），它们均为四价元素，在形成晶体结构的半导体中，人为的掺入特定的杂质元素时，导线性能具有可控性，并且在光照和热辐射条件下，其导电性具有明显的变化。

（2）本征半导体中具有两种载流子，一个是空穴（原子由于失去一个电子形成的空穴，此时原子带正电荷），另一个是自由电子，自由电子和空军均参与导电，这是半导体导电的特殊性质。

（3）本征半导体中的自由电子和空穴是成对出现的，这样，在本征半导体两端外加一个电场，则自由电子产生定向移动，从而形成电子电流（注：电流的形成是电荷的定向移动），另一方面由于空穴的存在，价电子将按一定的方向依次填补空穴，即空穴也产生定向移动，形成空穴电流。

2、P型半导体

在纯净的硅当中掺入三价元素（比如硼），使之取代硅原子的位置，就形成了P型半导体，此时的原子外部有三个价电子，除了与周围的硅原子形成共价键外，还多余了一个空穴。P型半导体中，由于电子浓度低于空穴浓度，故空穴称为多数载流子（多子），自由电子称为少数载流子（少子）。

3、N型半导体

在纯净的硅当中掺入五价元素（比如磷），使之取代硅原子的位置，就形成了N型半导体，此时的原子外部有五个价电子，除了与周围的硅原子形成共价键外，还多余了一个电子。此时，在常温下，由于热激发，就可以使他们成为自由电子，N型半导体中，由于空穴浓度低于电子浓度，故自由电子成为多数载流子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。

4、PN结

（1）由于采用了不同的掺杂工艺，将P型半导体和N型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界处就形成了PN结，PN结一个重要的性质就是具有单向导电性。

（2）由于物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方移动，这种运动称为扩散运动，当将P型半导体和N型半导体制作在一起时，在两者交界处，由于两种载流子浓度差很大，故P区的空穴会向N区扩散，N区的电子也会向P区扩散，如图1所示。

（3）随着扩散到P区的自由电子和空穴复合，N区的空穴和自由电子复合，所以在交界处的多子浓度下降，P区出现负离子区，N区出现正离子区，这个区域成为空间电荷区（也称为耗尽层），如图2所示。