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;【任务1】了解半导体及其特性

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1.1.1半导体的导电特性

自然界的物质，按其导电能力可分为导体、绝缘体和半导体。导体的导电性能很好，如金、银、铜、铁等。绝缘体的导电性能很差，如塑料、云母、陶瓷等。半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。常用的半导体材料有硅、锗、硒和砷化镓等。;半导体之所以得到广泛应用，并不是因为它具有一定的导电能力，而是它具有以下的导电特性：

(1)热敏性。

(2)光敏性。

(3)可掺杂性。;1.1.2本征半导体

1.半导体的原子结构

常用的半导体材料有硅(Si)、锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等。硅和锗是4价元素，在原子最外层轨道上的4个电子称为价电子。其原子结构示意图如图1.1所示。;;2.本征半导体

每个原子的4个价电子不仅受所属原子核的吸引，而且还受相邻4个原子核的吸引，每一个价电子都为相邻原子核所共用，形成了稳定的共价键结构。每个原子核最外层等效有8个价电子，由于价电子不易挣脱原子核束缚而成为自由电子，因此，本征半导体导电能力较差。;;1.1.3杂质半导体

纯净的半导体称为本征半导体。常温下，本征半导体中载流子(带负电的自由电子和带正电的空穴)的浓度很低，其导电能力很弱。但是如果有选择地加入某些其他元素(称为杂质)，就会使它的导电能力大大增强，这样的半导体称为杂质半导体。杂质半导体有P型半导体和N型半导体两类。;;;1.1.4PN结及其单向导电性

1.PN结的形成

在一块本征半导体硅或锗上，采用掺杂工艺，使一边形

成N型半导体，另一边形成P型半导体。由于P区空穴浓度比N区空穴浓度大，N区自由电子浓度比P区自由电子浓度大，在N

型半导体和P型半导体的交界面，产生多数载流子的扩散运动。由于载流子的扩散运动，P区一侧失去空穴，剩下负离子，N区一侧失去自由电子，剩下正离子。结果在交界面附

近形成一个空间电荷区，这个空间电荷区就是PN结，如图1.5所示。;;2.PN结的单向导电性

所谓PN结的单向导电性，就是当PN结外加正向电压时，有较大电流??过PN结，而且通过的电流随外加电压的升高而迅速增大；而当PN结外加反向电压时，通过PN结的电流非常微小，而且电流几乎不随外加电压的增加而变化。;;【任务2】认识二极管

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1.晶体二极管的结构、符号

晶体二极管(简称二极管)是由一个PN结，加上接触电极、引线和管壳构成的。它有两个电极，由P型半导体引出的是正极(又称阳极)，由N型半导体引出的是负极(又称阴极)。二极管的结构和符号如图1.7所示。;;2．晶体二极管的类型

二极管的类型较多，按制作二极管的半导体材料分为硅二极管和锗二极管；按结构分为点接触型和面接触型两类，如图1.8所示。;;小功率二极管多采用玻璃或塑料封装，大功率二极管一般使用金属外壳，并制作成螺栓式或平板压接式。图1.9自左至右依次是小功率到大功率的各种二极管的封装形式。;;【任务3】二极管单向导电特性的测试

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二极管单向导电性的测试电路如图1.10所示，其中二极管VD为IN4007，电阻R为1kΩ。

测试步骤如下：

(1)按图1.10接好电路。;;(2)在输入端接入10V的直流电压，即UI=+10V(此时二极管两端所加的电压为正向电压)，测量输出电压和电流的大小，并记录。

UO=______V，I=______mA，UVD=______V。

结论：当二极管两端所加电压为正向电压时，二极管将

___________________(导通/截止)。

(3)保持步骤(2)，将二极管反接(此时二极管两端所加的电压为反向电压)，测量输出电压和电流的大小，并记录：UO=______V，I=______mA。

结论：当二极管两端所加电压为反向电压时，二极管将__________(导通/截止)。;(4)用万用表直接测量二极管的正、反向电阻，比较大小并记录：正向电阻=______kΩ，反向电阻=______kΩ。

结论：二极管___________(具有/不具有)单向导电性，且

正向导通时管压降为________________V。;【任务4】二极管伏安特性的测试

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1.4.1二极管的伏安特性

二极管的伏安特性是指通过二极管的电流与其两端电压之间的关系。二极管的伏安特性可以用图1.11所示电路测定。改变电位器RP，从电压表和电流表上可以读出二极管两端的电压和流过的电流值，每改变一次电位器，可以读出一组电压、电流值，把若干组数值绘制在I－V坐标系中，就得到了二极管的伏安特性曲线，如图1.12所示