本文主要是介绍电子电路学习之二极管-1,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
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1 半导体
1. 本征半导体 (Intrinsic Semiconductor)
- 定义:本征半导体是指纯净的、不掺杂任何杂质的半导体材料,如硅(Si)或锗(Ge)。在理想条件下,本征半导体的晶格中只有原子本身,没有其他杂质。
- 电子和空穴:在本征半导体中,导电性来源于热激发使得电子从价带跃迁到导带,产生自由电子和相应的空穴(电子空缺)。在这种情况下,电子和空穴的数量是相等的。
- 导电性:由于本征半导体中电子和空穴的数量很少,因此它们的导电性较低。导电性主要依赖于温度,温度越高,电子-空穴对越多,导电性越强。
2. N型半导体 (N-type Semiconductor)
- 定义:N型半导体是通过在本征半导体中掺入五价元素(如磷、砷、锑)制成的。这些五价元素称为“施主”,它们比本征半导体的四价原子多一个电子。
- 电子和空穴:掺杂五价元素后,多出的电子不参与晶体键合,而成为自由电子,这些自由电子增加了导带中的电子浓度。N型半导体中电子的数量远大于空穴的数量,电子是主要的载流子,而空穴是次要的载流子。
- 导电性:由于电子的数量大幅增加,N型半导体的导电性比本征半导体更高。其导电性主要由自由电子提供。
3. P型半导体 (P-type Semiconductor)
- 定义:P型半导体是通过在本征半导体中掺入三价元素(如硼、铝、镓)制成的。这些三价元素称为“受主”,它们比本征半导体的四价原子少一个电子。
- 电子和空穴:掺杂三价元素后,晶格中会出现电子空位(空穴),这些空穴作为“正电荷”载流子存在。P型半导体中空穴的数量远大于电子的数量,空穴是主要的载流子,而电子是次要的载流子。
- 导电性:P型半导体的导电性由空穴提供,掺杂的受主原子增加了空穴的浓度,因此导电性比本征半导体更高。
总结
- 本征半导体没有掺杂,导电性低,依赖于温度产生的电子-空穴对。
- N型半导体掺入五价元素,电子作为主要载流子,导电性高。
- P型半导体掺入三价元素,空穴作为主要载流子,导电性也高。
不同类型的半导体材料根据应用需求选择,广泛用于电子器件如二极管、晶体管和集成电路中。
PN结具有单向导电性,类似于二极管
2 单向导电性的应用
1.单相半波整流电路(半波整流)
U2交流电变为Uo直流电;称为脉动直流分量
2.单相桥式整流电路(全波整流)
利用4个二极管的单向导通能力,是半波的两倍,一般整流电路之后需要加电容/电感滤波。
3.稳压二级管(齐纳二极管)
和普通二极管的原理不同,当齐纳二极管的两端被击穿时(施加反向电压大于额定电压),并不会被损坏,反而表现出无论流过的电流是多少,两端的电压均不变的特性。
这就可以发现,齐纳二极管被击穿时,可以恒定输出6V,注意R1需要存在,需要使用节点电流法计算是否击穿。
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