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1、 发光二极管 二极管 二极管 单向导电why 需要简单了解的东西 半导体P型半导体N型半导体PN结 半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间 物质根据其导电能力 电阻率 分 1 半导体 最常用的半导体材料 原子结构示意图 平面结构 立体结构 2 本征半导体 本征半导体就是完全纯净的半导体 提纯的晶体 本征激发产生电子和空穴 自由电子 空穴 载流子 在外电场作用下 在外电场作用下 在外电场作用下 在外电场作用下 价电子填补空穴而使空穴移动 形成空穴电流 在外电场作用下 但是本征半导体中的自由电子和空穴的数量极少 所以可以在里面掺入微量杂质 元素 使其导电性能增强 所以就有了P型半导体和N型半导体 P
2、型半导体 掺入3个价电子元素 元素周期表 N型半导体 5价 元素周期表 PN结 P型半导体和N型半导体结合面的特殊薄层 18 平衡情况下的PN结 P型区 N型区 2 随着内电场由弱到强的建立 少子漂移从无到有 逐渐加强 而扩散运动逐渐减弱 形成平衡的PN结 1 多子的扩散运动产生空间电荷区建立内电场 1 PN结 PNJunction 的形成 多子的扩散 多子的扩散 动画演示 19 平衡情况下的PN结 2 内建电位差或内建电压 热平衡情况下 PN结的宽度一定 在PN结两端存在的电压 20 1 PN结的正向特性 外加正向电压 P N 内电场 外电场 A 正向偏压的接法 P区接高电位 N区接低电位
3、B 正向偏压削弱内电场 有利多子的扩散运动 使PN结空间电荷区变窄 C 正向偏压时 PN结为导通状态 外电路电流IF很大 PN结呈现的正向电阻很小 PN结为导通状态 动画演示 21 D 反向偏压PN结为截止状态 外电路电流接近为O PN结呈现的反向电阻很大 P N 内电场 A 反向偏压的接法 P区接低电位 N区接高电位 B 反向偏压内电场增强 不利多子扩散运动 有利于少子的漂移运动 形成反向电流IR IR很小 硅管为纳安数量级 锗管为微安数量级 I少子 PN结为截止状态 2 PN结的反向特性 外加反向电压 C 反向偏压 使PN结空间电荷区变宽 D 反向偏压PN结为截止状态 外电路电流接近为O
4、PN结呈现的反向电阻很大 二极管 将PN结加上相应的电极引线和管壳 就成为二极管 23 二极管的伏安特性 外加正向电压很小时 正向电流很小几乎为0 正向电压超过一定数值时 二极管导通 电流增大很快 导通时 二极管两端会产生正向压降 硅管一般是0 6 0 7V 锗管约0 2 0 3V 发光二极管的工作原理 工作原理 半导体发光二极管的结构示意图 发光二极管 lightemittingdiode LED 是利用正向偏置PN结中电子与空穴的复合辐射发光的 是自发辐射发光 光的颜色视做成PN结的材料和发光的波长而定 而波长与材料浓度有关 如采用磷砷化镓可以发出红光或黄光 采用磷化镓则发出绿光 元素周期表 LED应用 1 指示灯 信号灯 2 数字显示用显示器 利用LED进行数字显示 有点矩阵型和字段型两种方式 3 平面显示器 LED用于平面显示 其优点是 LED为固体元件 可靠性高 可以做大型显示器 4 光源 LED除用做显示器件外 还可用做各种装置 系统的光源 比如电视机遥控器的光源 发光二极管特性 压降不同颜色LED灯压降不同一般是1 8v 3V工作电流20mA 返回
