光电三级管作用?伏安特性是?

光电三级管作用?伏安特性是?

二节 二极管器件
本征半导体、P型和N型半导体都不能单独构成半导体器件，PN结才是构成半导体器件的基本单元。
1.2.1 PN结的形成
在特殊工艺条件下，P型和N型半导体交界面处所形成的空间电荷区，称为PN结.
一. 多数载流子的扩散
在P型和N型半导体交界面两侧,电子和空穴的浓度差很大。在浓度差的作用下，P区中的多子空穴向N区扩散,在P区一侧留下杂质负离子,在N区一侧集中正电荷;同时，N区中的多子自由电子向P区扩散，在N区一侧留下杂质正离子，在P区一侧集中负电荷。结果，在P型和N型半导体交界面处形成空间电荷区，自建内电场ε内（从N区指向P区），如图1-6所示。
二. 少数载流子的漂移
在内电场的作用下，P区中的少子自由电子向N区漂移，而N区中的少子空穴向P区飘移，使内电场削弱。
三. 扩散与漂移的动态平衡
当内电场达到一定值时，多子的扩散运动与少子的漂移运动达到动态平衡时，空间电荷区不再变化，这个空间电荷区，就称为PN结。
空间电荷区无载流子停留，故曰耗尽层，又叫阻挡层或势垒层。无外电场作用时，PN结内部虽有载流子运动，但无定向电流形成。
1.2.2 PN结的单向导电特性
一. PN结加正向电压
PN结加正向电压（正偏）时，外电场与内电场反方向，使空间电荷区变窄，多子的扩散运动远大于少子的漂移运动，由浓度大的多子扩散形成较大的正向电流，PN结处于导通状态。此时，其正向通态电阻很小，正向通态管压降也很小，如图1-7（a）所示。
二. PN结加反向电压
PN结加反向电压（反偏）时，外电场与内电场同方向，使空间电荷区变宽，多子扩散运动大大减弱，而少子的漂移运动相对加强，由浓度很小的少子漂移形成很小的反向饱和电流IS,PN结处于截止状态。此时，反向电阻很大。如图1-7（b）所示。
PN结正偏时导通，反偏时截止，故具有单向导电特性。其特性曲线如 图1-8所示，电压U与电流I的关系式为
ID=IS（ ）
三，反向击穿
当PN结所加反向电压达到UB时，其反向电流急剧增加，叫反向击穿，UB叫击穿电压。
PN结有雪崩击穿和齐纳击穿两种击穿状态。无论处于何种击穿时，反向电流只要不超过允许值，去掉反向电源后，仍能恢复单向导电性。
四，PN结的电容效应
1.势垒电容CT
当PN结的反偏电压变化时，空间电荷区随之变宽（相当于充入电荷）或变窄（相当于放出电荷），故具有电容效应，叫势垒电容，用CT表示。
2.扩散电容CD
当PN结的正偏电压变化时，P区和N 区中多子的浓度和浓度梯度均随之变化，也具有一定的电容效应，叫扩散电容，用CD表示
3.PN结的结电容CJ
CJ=CT+CD
正偏时，CD起主要作用；反偏时，CT起主要作用。
1.2.3半导体二极管
一，二极管的结构
给PN结加上两个引线（管脚）和管壳即成二极管，接P区的管脚称阳极，接N区的管脚称阴极。
二，二极管的类型
1. 按结构区分， 如图1-2所示
点接触型：PN结面积小，工作电流小，PN结电容小，工作频率高。
面接触型：PN结面积大，工作电流大，PN结电容大，工作频率低。
2. 按工作频率区分
有高频管和低频管。
3. 按功率区分
有大功率管和小功率管。
4. 按用途区分
有普通管、整流管、稳压管、开关管等等。
三，二极管的特性
1. 正向特性，与PN结相同
2. 反向特性，与PN结相同
3. 击穿特性，与PN结相同
4. 温度特性， 温度升高时，二极管的正反向特性曲线均向纵轴靠近，如图1-13所示。
四. 主要参数
1. 最大整流电流IF，又叫额定电流。
2. 最大反向工作电压UR，又叫额定电压。
3. 反向饱和电流IS。
4. 反向电流IR，二极管未击穿时的电流值。
5. 最高工作频率fM。
6. 直流电阻RD：RD=UD/IF，如图1-14所示。
7. 交流电阻rd：RD=ΔUD/ΔID=dud/did,如图1-15所示。
rd系指某一工作点的动态电阻。常温下，rd=UT/ID=26(mv)/IDQ IDQ为直流工作点的电流，单位为mA
1.2.4 稳压二极管
一.结构
结构与普通二极管相似，只是掺杂浓度比普通二极管大得多，通常为硅材料稳压二极管。
二.特性
正向特性曲线与普通二极管的正向特性曲线相似；反响未击穿的特性曲线与普通二极管的反向击穿时的特性曲线相似。但稳压二极管的反向击穿特性曲线很陡。如图1-16所示。
三.参数
1.稳定电压UZ
2.稳定电流IZ
3.额定功率PZ
4.动态电阻rZ ，rZ=ΔUZ/ΔIZ ，rZ很小。
5.电压温度系数α。α=ΔUZ/Ut × 100%。UZ>7V时，α为正温度系数；UZ<5V时，α为负温度系数；5V<UZ<7V时，α受温度的影响很小，α≈0.


1.2.5特种二极管
一. 发光二极管
将电能转换为光能的半导体器件。正偏时，有正向电流通过而发光，其正向通态管压降为1.8—2.2V.
二. 光电二极管
将光能转换为电能的半导体器件。反向偏置下，当光线强弱改变时，光电二极管的反向电流随之改变。
三. 光电耦合器
光电耦合器由光电二极管和发光二极管组合封装而成。发光二极管为输入端，光电二极管输出端。
四. 变容二极管
变容二极管的势垒电容随外加反向电压变化而变化。



小结
1. PN结具有单向导电特性，用PN结可以制造成多种多样的半导体器件。
2. 普通二极管、稳压二极管、特种二级管虽然都是由一个PN结构成的，但其内部结构并不完全相同，故其特性也不相同。
3. 二极管的特性和参数与温度的关系非常密切，使用时应特别注意。
4. 使用二极管时，不能超过其参数规定的额度。