PN结与二极管：特性和应用详解

"电子电路实例教程.pdf" 这篇教程主要涵盖了电子电路中的基本概念，特别是关于半导体二极管的深入理解。教程首先介绍了PN结的概念，这是所有半导体器件的基础。PN结是由P型（多空穴）半导体和N型（多自由电子）半导体接触形成的，这种结合会产生一个内部电场，具有单向导电特性。 1.1 PN结 - 本征半导体：在纯净的硅或锗等半导体材料中，电子与原子核的价电子形成共价键，使得材料整体呈电中性。 - 杂质半导体：通过掺杂不同元素，如磷（形成N型半导体）或硼（形成P型半导体），可以改变半导体的电子结构，增加自由电子或空穴的数量。 1.1.2 P型半导体和N型半导体 - P型半导体：掺杂了三价元素，如硼，其多出的空穴成为多数载流子。 - N型半导体：掺杂了五价元素，如磷，其多出的自由电子成为多数载流子。 1.1.3 PN结的形成 - 当P型和N型半导体接触时，电子会从N区流向P区，空穴则相反，形成一个带电的区域，即空间电荷区，产生内电场，阻止更多的电子和空穴继续扩散，形成了PN结。 1.1.4 PN结的单向导电特性 - 正向偏置：外加电压使得内电场减弱，PN结导通，电流较大。 - 反向偏置：外加电压加强内电场，PN结截止，电流几乎为零。 1.2 半导体二极管 - 结构与电路符号：二极管由PN结组成，有阳极和阴极，通常表现为箭头符号，箭头方向代表正向电流方向。 - 伏安特性：包括正向特性（低电压下几乎不导通，然后迅速导通）、反向特性（反向电压下电流极小）和反向击穿特性（高反向电压下突然增大）。 - 温度影响：温度升高会改变二极管的伏安特性，影响其工作状态。 1.2.3 主要参数 - 最大整流电流IF：二极管允许的最大正向电流。 - 最大反向工作电压URM：二极管能承受的最大反向电压。 - 反向饱和电流IR：反向偏置时，通过二极管的微小电流。 - 直流电阻R：二极管正向导通时的等效电阻。 - 最高工作频率fM：二极管能够正常工作的最高交流频率。 1.2.4 命名及分类 - 命名方法：包含电极数目、材料、极性、类型、序号和规格等信息。 - 分类：根据用途和结构，二极管可分为普通二极管、稳压二极管、肖特基二极管、光电二极管等。 1.2.5 二极管的判别与使用注意事项 - 二极管的极性判断通常通过标记、颜色代码或使用万用表进行。 - 使用时注意不要超过其额定参数，避免过热或击穿。 总结来说，这个教程详细讲解了电子电路中核心的PN结和二极管的工作原理，以及相关的伏安特性、主要参数和使用注意事项，是学习电子电路基础知识的重要参考资料。