主要内容

　　半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料,故称为半导体，典型的半导体材料有硅(Si) 锗、 (Ge)、硒(Se)、砷化镓(GaAs)及许多金属氧化物和金属硫化物等。半导体具有以下特性：

　　(1)热敏特性：当半导体受热时，电阻率会发生变化，利用这个特性制成热敏电阻。

　　(2)光敏特性：当半导体受到光照时，电阻率会发生改变，利用这个特性制成光敏器件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。

　　(3)杂敏特性：当在纯净的半导体中掺入微量的其它杂质元素(如磷、硼等)时，其导电能力会显著增加，利用这个特性制成半导体器件，如半导体二极管、半导体三极管、场效应管、晶闸管等等。

本征半导体

　　1.本征半导体

　　具有晶体结构的纯净半导体称为本征半导体。最常用的半导体材料为硅(Si)和锗(Se)。

　　2.半导体的共价键结构

　　在硅或锗的本征半导体中，由于原子排列的整齐和紧密，原来属于某个原子的价电子，可以和相邻原子所共有，形成共价键结构。

　　3.载流子

　　在绝对零度和未获得外加能量时，半导体不具备导电能力。但由于共价键中的电子为原子核最外层电子，在温度升高或者外界供给能量下最外层电子容易被热激发成为自由电子。共价键失去电子后留下的空位称为空穴，电子和空穴成对出现，称为载流子。空穴参与导电是半导体导电的特点，也是与导体导电最根本的区别。

半导体光电器件

　　发光二极管

　　发光二极管也叫 LED，它是由砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、磷砷化镓(GaAsP)等半导体制成的，因此不仅具有一般 PN 结的单向导电性，而且在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由 N 区注入 P 区，空穴由 P 区注入 N 区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。故发光二极管工作时要加正向电压。

　　光电二极管

　　光电二极管(也叫光敏二极管)是将光信号变成电信号的半导体器件，与光敏电阻相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优点。它的核心部分也是一个 PN 结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光照，在光电二极管的管壳上有一个能射入光线的窗口，窗口上镶着玻璃透镜，光线可通过透镜照射到管芯，而且 PN 结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些， PN 结的结深很浅，一般小于 1 微米，这主要是为了提高光的转换效率。

　　变容二极管

　　变容二极管是利用外加反向电压改变二极管结电容容量的特殊二极管，与普通二极管相比，其结电容变化范围较大。由于改变反向电压的大小可以改变结电容容量的大小，常用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等电路 。

半导体二极管及其应用

肖特基二极管应用在高频低压电路中，是比较理想的。目前快速恢复二极管主要应用在逆变电源中作整流元件，高频电路中的限幅、嵌位等。

二极管的应用范围很广泛，只要是由于二极管具有单向导电性，所以利用二极管可以进行整流、限幅、保护、检波、钳位及开关电路等，下面主要介绍二极管在几个方面的应用。

　　1.整流电路

　　整流电路就是利用二极管单向导电性将方向双向交替变化的正弦波变换成单一方向脉动的直流电。

　　2.开关电路

　　由于二极管正向导通电阻小，理想情况下可以看成零，相当开关接通;而反向电阻很大，理想情况下可以看成无穷大，相当开关断开。

　　3.限幅电路

　　把输出电压的最高电平限制在某一数值或某一范围内，称为限幅电路。

　　4.低电压稳压电路

　　稳压电路是电子电路中常见的组成部分，它可以作为基准电源，常用特殊二极管-稳压管(齐纳二极管)构成稳压电路。

　　5.检波电路

利用二极管的单向导电性，从经过调制的高频调幅振荡电流中，取出调制信号的过程称为检波。二极管单向导通，将负半周的波形去掉，然后通过电容滤波将高频成分滤掉，只剩下低频。

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