半导体和普通二极管
半导体
定义
导电性能介于导体与绝缘体之间的材料称为半导体
常见的半导体材料有硅、 锗和硒等。 利用半导体材料可以制作各种各样的半导体器件, 如二极管、 晶体管、 场效应晶体管和晶闸管等都是由半导体材料制作而成的。
特性
掺杂性
当往纯净的半导体中掺入少量某些物质时, 半导体的导电性就会大大增强。 二极管、 晶体管就是用掺入杂质的半导体制成的
热敏性
当温度上升时, 半导体的导电能力会增强, 利用该特性可以将某些半导体制成热敏器件
光敏性
当有光线照射半导体时, 半导体的导电能力也会显著增强, 利用该特性可以将某些半导体制成光敏器件
类型
半导体主要有 3 种类型: 本征半导体、 N 型半导体和 P 型半导体。
本征半导体
纯净的半导体称为本征半导体, 它的导电能力是很弱的, 在纯净的半导体中掺入杂质后, 导电能力会大大增强。
N 型半导体
在纯净半导体中掺入 5 价杂质 (原子核最外层有 5个电子的物质, 如磷、 砷和锑等) 后, 半导体中会有大量带负电荷的电子 (因为半导体原子核最外层一般只有 4 个电子, 所以可理解为当掺入5 价元素后, 半导体中的电子数偏多), 这种电子偏多的半导体叫做 “ N型半导体”
P 型半导体
在纯净半导体中掺入 3 价杂质 (如硼、 铝和镓)后, 半导体中电子偏少, 有大量的空穴 (可以看作正电荷) 产生, 这种空穴偏多的半导体叫做 “P 型半导体”。
二极管
构成
当 P 型半导体 (含有大量的正电荷) 和 N 型半导体 (含有大量的电子) 结合在一起时, P 型半导体中的正电荷向 N 型半导体中扩散, N型半导体中的电子向 P 型半导体中扩散, 于是在 P 型半导体和 N 型半导体中间就形成一个特殊的薄层, 这个薄层称之为 PN 结, 该过程如图所示。
从含有 PN 结的 P 型半导体和 N 型半导体两端各引出一个电极并封装起来就构成了二极管, 与 P 型半导体连接的电极称为正极 ( 或阳极), 用 “ + ” 或 “A” 表示, 与 N 型半导体连接的电极称为负极 (或阴极), 用 “ - ” 或 “K” 表示。
