電工電子技術主講：韓振花項目六：常用半導體器件PN結及其單向導電性明確任務：PN結及其單向導電性知識準備：PN的形成與單向導電性操作訓練：萬用表驗證PN結的單向導電性知識深化：PN結與半導體器件歸納總結（一）PN結及其單向導電性PN結如何形成的？PN結何時導通？何時截止？一、明確任務（一）導體、半導體、絕緣體

物質按其導電能力一般可分為導體，半導體和絕緣體。導電能力較強的物質稱為導體，如銅、鋁等。沒有導電能力的物質稱為絕緣體，如塑料、陶瓷等。導電能力介于導體與絕緣體之間的物質稱為半導體。【特別提示】

制造半導體器件最常用的半導體材料為硅和鍺。二、知識準備（二）半導體的特性1.熱敏特性2.光敏特性3.摻雜特性二、知識準備（二）半導體的特性1.熱敏特性和光敏特性

通常狀態下半導體類似于絕緣體，幾乎不導電。但在加熱或光照加強時，半導體的阻值顯著下降，導電能力增強類似于導體。利用半導體的熱敏特性和光敏特性可制成熱敏電阻和光敏電阻、光電二極管等元件，用于實現自動測量及自動控制等。二、知識準備1.熱敏特性和光敏特性

半導體具有熱敏特性和光敏特性是由半導體的內部結構所決定的。

純凈的半導體又稱本征半導體。用于制造半導體器件的硅和鍺都是四價元素，其最外層原子軌道上有四個電子，這四個電子為相鄰的原子所共有，形成共價鍵結構。（二）半導體的特性二、知識準備半導體內部結構示意圖（二）半導體的特性二、知識準備2.摻雜特性2.摻雜特性

如果在半導體里摻入少量的雜質，也會使半導體的導電能力增強。例如，在半導體硅或鍺中摻入少量外層電子只有三個的硼元素，和外層電子數是四個的硅或鍺原子組成共價鍵時，就自然形成一個空穴，這就使半導體中的空穴載流子增多，導電能力增強，這種摻入三價元素，空穴為多數載流子，而自由電子為少數載流子的半導體叫空穴型半導體，簡稱P型半導體。（二）半導體的特性二、知識準備2.摻雜特性

如果在半導體中摻入少量外層電子為五個的磷元素，在和半導體原子組成共價鍵時，就多出一個電子。這個多出來的電子不受共價鍵束縛，很容易成為自由電子而導電。這種摻入五價元素，電子為多數載流子，空穴為少數載流子的半導體叫電子型半導體，簡稱N型半導體。

單獨的N型或P型半導體，只是在導電能力上得到了改善。由摻雜濃度的不同而得到不同值的半導體電阻。制造半導體二極管、三極管、場效應管等半導體器件，則是利用P型半導體和N型半導體兩者的結合，既PN結。（二）半導體的特性二、知識準備1.PN結的形成

在一塊純凈的半導體晶片上，采用特殊的摻雜工藝，在兩側分別摻入三價元素和五價元素。一側形成P型半導體，另一側形成N型半導體，如圖所示。PN結的形成（三）PN結二、知識準備2.PN結的單向導電性（三）PN結二、知識準備2.PN結的單向導電性（三）PN結PN結外加正向電壓，即P區接電源的正極，N區接電源的負極，稱為PN結正偏，如圖所示。外加電壓在PN結上所形成的外電場與PN結的內電場方向相反，相當于削弱了內電場的作用，使PN結變窄，破壞了原有的動態平衡，加強了多數載流子的擴散運動，形成較大的正向電流。這時稱PN結為正向導通狀態。二、知識準備2.PN結的單向導電性（三）PN結如果給PN結外加反向電壓，即P區接電源的負極，N區接電源的正極，稱為PN結反偏，如圖所示。外加電壓在PN結上所形成的外電場與PN結的內電場方向相同，相當于增強了內電場的作用，使PN結變厚，破壞了原有的動態平衡，加強了少數載流子的漂移運動，由于少數載流子的數量很少，所以只有很小的反向電流，一般情況下可以忽略不計。這時稱PN結為反向載止狀態。二、知識準備（一）萬用表驗證PN的單向導通性1.PN的單向導通性

將萬用表打到二極管檔位，將紅黑表筆分別接二極管的兩側，聽見響聲的時候為PN結導通，沒有響聲的時候為PN結截止。三、操作訓練（一）PN結與半導體器件1.PN結與半導體器件PN結正偏（P＋N－）導通，反偏（P－N＋）載止，具有單向導電性。這是PN結的重要特性，PN結是制造各種半導體器件的基礎。四、知識深化