中，也有少数的自由电子可能存在，自由电子就是少数载流子。

•高温的条件下，少数载流子会增加。

•型材料晶体中，由加热产生的空穴就成为少数载流子，自由电子加入其他多数载流子。

•型材料晶体，加热产生的自由电子成为少数载流子，空穴加入其他多数载流子。

自测题为了生产型的半导体材料，个典型的掺杂标准是每个硅原子对应有个砷原子。

型晶体中，自由电子被称为多数载流子。

型晶体中，空穴被称为少数载流子。

当型半导体材料被加热时，少数载流子将增加。

当型半导体材料被加热时，多数载流子将减少。

随着热能增加，多数载流子和少数载流子的数目都会增加。

结•因为二极管是连续的晶体，故自由电子能够穿过结点，二极管制成时，有部分自由电子会穿过结点到达空穴区，将导致“耗尽区”的形成。

被捕获的电子充满空穴，由于型边积累了负电荷，产生的电场阻止电子继续流动。

随着电子进入和空穴的被填充，型边界将无多数载流子空穴存在，型材料边界将无多数载流子电子存在，结周围的区域就成为耗尽区。

•当型材料中的个自由电子离开它的母体原子，原子就成为正离子，同样，当自由电子进入型材料的另外个原子中，这个原子就成为了负离子，离子形成个电势阻止更多的电子穿过结层。

•当个二极管制成后，有些电子穿过结进入空穴，但是由于个反电动势在型端的形成，阻止了其他的自由电子的通过，该过程很快就结束。

反电动势就被称为“离子电势”或“势垒”，它阻止了的电子进步通过结。

图势垒形成•任何中间含有绝缘层的器件都不能够导电。

故我们假定结二极管是绝缘体。

•耗尽区和绝缘层不相同，因为它是由电子移动并充填空穴形成的。

外部的电场可以改变耗尽区。

正向偏置二极管•电源的正端迫使型边的空穴移向结，电源的负端使得电子移向结，这样使耗尽区变薄。

•限流电阻的作用主要是防止过流，过大的电流会毁坏二极管。

假如图中的电压值是，电阻值是，则••若我们知道二极管的管压降，可以得到精确的电流值。

电动势减去管压降，就得到了实际的电压值••通常情况下，硅二极管导通后的管压降为。

•例•肖特基二极管的导通管压降大约是，肖特基二极管将在节解释，若图中是肖特基二极管，计算它的电流值，电源电压是，电阻是。

••肖特基二极管小的管压降在高频低电压大电流电路里有重要的应用。

图二极管的电路符号•例•若图的电源电压是，电阻值是，计算它的电流值。

确定修正硅二极管管压降的重要性。

•••可见，对于电源电压较高的电路，二极管的管压降对计算电流的影响很小。

反向偏置二级管•由于反向偏压扩大了耗尽区，因此无电流通过二级管。

耗尽区是个绝缘体，它能阻止电流的通过。

反向漏电流•在型区存在少量的电子，它们被电源的正极牵引到结点，而型区有少量的空穴也被推向结点处，反偏压迫使少数载流子结合，形成漏电流。

现代的硅二极管的漏电流通常很小，在室温条件下，硅中仅存在极少的载流子，反向漏电流通常可忽略。

•结型二极管是单向导通的，电子易导通的方向是从型区到型区，加上的电压使电流在这个方向流过二极管的就称为正偏压。

二极管单向导通，该性质很有用，既可以用于开关，也可用于将交流变为直流。

很多其他种类的二极管也在电和电子电路中有专门用途。

二极管的电路符号表示单向导电性判断下面说法是否正确个结型二极管用型和型材料掺杂。

耗尽区是由电子通过结的型边充填型边的空穴形成的。

势垒阻止了所有的电子穿过结点填充到空穴中。

耗尽区是良导体。

旦耗尽区形成，它就不能，硅管导通要。

•硅管的漏电流非常低，通常小于。

•硅管的反向击穿电压为。

•图为二极管的伏安特性曲线，观察温度对二极管的影响。

温度用表示，电路正常工作的温度范围可以是。

军用的电路温度范围是。

由于温度范围很大，因此在材料的选择产品的制作过程和测试都必须格外小心。

•温度升高度硅二极管导通电压下降。

自测题对于开路的特性曲线，它是条位于轴的直线。

对于短路的特性曲线，它是条位于轴的直线。

电阻是线性器件，二极管是器件。

硅管在给定正偏压的条件下才会导通。

二极管的雪崩或反向击穿，是由过大的引起。

二极管的外形与引脚辨认二极管的电路符号表示单向导电性图用数字万用表检测二极管用数字多用表测二极管的典型结论•小信号二极管•安硅二极管•硅二极管•硅二极管•小功率肖特基二极管•小信号锗二极管•二极管是非线性器件。

在不同的正偏压条件下，它们有不同的电阻值，例如，我们用挡测试时，硅二极管可能有的电阻，当用挡测试时，可能有的电阻。

例参考图，求硅二极管，当时的无穷大•个重要的概念若二极管的管压降小于它的势垒，二极管的电阻为无穷大。

自测题•电阻表连接二极管后，显示低阻抗，将引脚交换后，仍然显示低阻抗，二极管是。

•数字表的正端接到二极管的阳极，二极管。

•二极管在欧电阻表的不同挡有不同的正向电阻值，由于它是。

二极管的品种和应用•普通二极管关断时间在二极管处于导电状态时，在结附近有大量的电子和空穴存在，在反压条件下，必须耗费定的时间将结附近的载流子清除和建立耗尽层，因此不可能立即将二极管关断。

肖特基二极管•肖特基二极管使用了块型硅晶片结合铂金而成的。

半导体金属势垒使得二极管开或关，较结快得多。

•在肖特基二极管处于正偏压条件下，型阴极的电子获得能量穿过势垒到达金属阳极。

有时称“热载流子二极管”。

•“热载流子”到达金属与大量的自由电子混合，很快就释放它们的额外能量。

•在反偏压条件下，二极管马上就能停止导通，由于电子已经失去了额外能量，以至于电子没有足够的能量越过势垒返回到阴极。

稳压二极管二极管应用电路•二极管用于削波或限幅。

•不经意产生的箝位。

譬如，个信号发生器常用作电路测试源，有些信号发生器在输出端到输出插孔间有个耦合电容。

假如你将这样个信号发生器接到个不平衡的二极管负载上就会导致对耦合电容的充电，直流充电的结果是与交流信号串联到起，而且改变了测试电路的工作方式。

•用续流二极管消除电弧发光二极管及应用•图表示的电子穿过结与空穴结合，这个过程使电子从个能级降到另个低的能级，自由电子释放过多的能量。

硅二级管释放过多的能量变成热。

而砷化镓二极管变成热和红外线光释放过多的能量。

这种二极管称为“红外发光二极管”。

红外线是人眼看不见的，将不同材料掺杂到砷化镓就能够生产出红绿黄可见光。

和比硅二极管有更高的正向电压降。

它在之间可变，取决于二极管的电流大小，二极管的品种和它的颜色。

通常估计为。

假定在图中，的电流给定为，电压给定为，计算求限流电阻的大小。

计算时应当将电源电压减去二极管的管压降，才能得到电阻两端的电压降•发光二极管可以用于显示的数字，图是种典型的七段码显示器，通过选择合适的段码，就能够得到希望显示的数字。

图发光数码管•图是个光电耦合电路，个光耦合器由个或个光电二极管或光电三极管组成。

光耦合器在电路中常用来隔离两个电路。

也被称为“光电隔离”，在图中通过光连接输入电路和输出电路。

因此在电气上是互相隔离的。

变容二极管及应用•变容二极管是由电压控制的，不需要控制轴或机械连接，而且变容二极管体积小坚固便宜。

在现代的电子设备中，它已经取代了可变电容器。

图二极管的电容效应图变容二极管反向偏压与电容特性曲线•例•若图中为，从到随着电压的增加而减小，计算等效电容量。

解首先，将转化为。

接着，计算时的总电容值在时•例•计算在可变电容范围为的频率范围，假如线圈电感为。

解假定的值相当大，对电路不会产生影响，得到高频为低频为高频减去低频的值就得到了频率的范围。

可变电容的范围是到时，高频与低频的比率为这是因为频率反比于电容值的平方根。

第八章半导体和结型二极管•导体和绝缘体图铜原子•铜是种优良的导体，它的电阻很小。

•加热铜导线将会改变它的电阻。

当加热时导线的电阻会增加。

所有的导体都表现出这种效应，即它们变热后其导电能力下降，电阻增加。

这样的材料称为具有正温度系数。

图铜导体的结构•与导体相反的物质叫做绝缘体。

在绝缘体中，价电子被其母原子紧紧束缚住，它们不容易自由移动，因此当加载电压时，绝缘体只有很少电流或根本没有电流。

几乎所有用在电子技术上的绝缘体都是由化合物制成。

些被广泛运用的绝缘材料有橡胶塑料聚脂薄膜陶瓷特氟隆聚四氟乙烯和聚苯乙烯等。

•种物质是否绝缘取决于它原子的排列。

•金刚石和石墨都是由碳元素构成的，个是绝缘体，个不是绝缘体，区别仅仅是在物质结构中价电子是否被固定住。

构成石墨结构的碳习惯上用于制作电阻器和电极。

迄今为止，构成金刚石结构的碳还未用于制作电或电子器件。

图金刚石与石墨的晶体结构半导体图硅原子图纯硅晶体•纯硅晶体表现出绝缘体的特性。

然而硅本身却被归类为半导体。

纯硅晶体有时叫做本征硅，本征硅包含很少支持电流的自由电子，因此表现出绝缘体特性。

•加热能够提高硅晶体导电能力，高能电子会脱离共价键的束缚。

这种电子可以称为热载流子。

它可以自由移动，因此它能够支持电流流动。

图热载流子产生•硅具有负温度系数。

当温度增加时，其电阻就会减小。

温度每升高硅晶体的电阻减少半。

•锗也用来制作二极管和三极管。

•硅与锗的区别在室温条件下，就会看到它们电阻的比率将近。

硅晶体的电阻实际上是锗晶体的倍。

硅载流子浓度х•锗载流子浓度х•温度或加热对元件的影响常带来很多的麻烦。

使用硅制作元件，可以最大限度地减小温度引起的变化。

•测量温度的传感器能利用半导体的温度系数。

•电子学从真空管转向半导体由锗开始，但是硅已经取代了锗。

硅用于制作集成电路自测题判断下列说法是否正确二氧化硅是种好的导体。

硅晶体是通过共价键形成的。

本征硅在室温条件下作为绝缘体。

加热半导体硅，其电阻值会减小。

因加热而逃离共价键的电子叫做热载流子。

锗的电阻比硅小。

型半导体•掺杂是在硅晶体中加入其它杂质的物质来改变其电特性的处理过程。

•砷与硅最重要的区别是在价轨道上有个价电子。

•掺杂降低了硅晶体的电阻。

当有个价电子的施主杂质被掺杂进来，就会产生自由电子。

因为电子带有负电荷，我们就说产生了型半导体。

图简化的砷原子图型硅晶体自测题填空砷是种杂质。

当硅晶体掺杂了砷后，每个砷原子将会给晶体个自由。

硅晶体中的自由电子作为电流的。

当硅掺杂后，它的电阻。

型半导体•硼只有个价电子，如果硼原子进入硅晶体，就会产生型的载流子。

•硼称为受主杂质。

在晶体中每个硼原子会产生个能够接受电子的空穴。

图简化的硼原子图型硅少个电子的空穴图型硅少个电子的空穴•空穴也充当载流子。

在型半导体中，空穴是向电压源的负端移动。

空穴电流与电子电流相等但方向相反。

自测题硼是种杂质。

电子被指定为带有个负电荷，那么空穴就有个电荷。

掺杂硼的半导体晶体产生的载流子叫。

多数载流子和少数载流子•制成的型和型半导体材料，它们的掺杂浓度在百万分之到十亿分之，也就是说，仅有微少的带有个或个价电子的杂质掺进晶体。

硅原子密度•少数载流子含有三个价电子的原子偶然会在型半导体中存在，导致不期望的空穴产生，空穴是少数载流子。

•在型半导体中，也有少数的自由电子可能存在，自由电子就是少数载流子。

•高温的条件下，少数载流子会增加。

•型材料晶体中，由加热产生的空穴就成为少数载流子，自由电子加入其他多数载流子。

•型材料晶体，加热产生的自由电子成为少数载流子，空穴加入其他多数载流子。

自测题为了生产型的半导体材料，个典型的掺杂标准是每个硅原子对应有个砷原子。

型晶体中，自由电子被称为多数载流子。

型晶体中，空穴被称为少数载流子。

当型半导体材料被加热时，少数载流子将增加。

当型半导体材料被加热时，多数载流子将减少。

随着热能增加，多数载流子和少数载流子的数目都会增加。

结•因为二极管是连续的晶体，故自由电子能够穿过结点，二极管制成时，有部分自由电子会穿过结点到达空穴区，将导致“耗尽区”的形成。

被捕获的电子充满空穴，由于型边积累了负电荷，产生的电场阻止电子继续流动。

随着电子进入和空穴的被填充，型边界将无多数载流子空穴存在，型材料边界将无多数载流子电子存在，结周围的区域就成为耗尽区。

•当型材料中的个自由电子离开它的母体原子，原子就成为正离子，同样，当自由电子进入型材料的另外个原子中，这个原子就成为了负离子，离子