重庆变频器维修关于半导体

介于导体与绝缘体之间，我们将此类物质称为半导体。

导体与绝缘体为什么有不同的导电特性呢？由于它们的物质内部原子自身的构造和原子与原子间的分离方式不同，它们的导电才能在于决议内部运载电荷的粒子——载流子的几和运动速度的快慢。

2 半导体的共价键构造与共价电子

由于半导体元器件都是由硅Si或者锗Ge等消费制成的，我们应深化理解硅、锗半导体的构造特性。

① 硅Si：半导体，原子核内有14个正电荷，核外有14个电子，分三层，最外层4个电子。

② 锗：原子核内带32个正电荷，核外有32个电子分四层，最外层4个电子。

化学课程中，原子最外层电子数目决议了元素的性质。原子最外层具有8个电子，称为稳定构造。硅与锗元素最外层只要4个电子，假如要稳定必需要借用电子，硅原子在分离时，每个原子最外层的电子，不只遭到本身原子核的约束，而且与四周相邻的4个原子发作联络。每个硅原子都从临近的4个硅原子那里各借1个电子，使本人最外层有8个电子，同时它将本身的4个电子借给四周的4个原子，使它们构成稳定构造。这样每2个原子之间就会有一对电子被共用，这两个电子能呈现在本身原子核的轨道上，同时也呈现在相邻原子核的轨道上，将这对电子称为共价电子。共价电子所构成的约束称为共价键。为什么我们要理解硅与锗元素的构造及共价电子与共价键呢，由于变频器中的二、三极管与场效应管、晶闸管、芯片在构成时，必需在半导体的根底上构成，理解了半导体的特性，就能愈加深化地剖析硅、锗半导体构成的元器件。

3 半导体的复合扩散与本征半导体

（1）半导体的复合 半导体在环境温度升高后，就激起出自在电子，同时呈现数量相等的空穴，空穴与电子总是相伴而生的。但是，热激起后产生的自在电子在运动过程中又会重新回到本人的空位上，与空穴相分离。使电子空穴抵消失，与激起相反的过程称为复合。

（2）半导体电子空穴的扩散 微粒在自在空间里，自发地从浓度较高的中央向浓度较低的中央运动，将这种现象称为扩散。在半导体中，空穴和自在电子，也是能运动的粒子，它们的空间有浓度差时，也会产生扩散运动。

（3）本征半导体

① 含义 原子按一定规律排列的很划一的半导体叫本征半导体，也称为纯洁的半导体，是没有杂质的。在半导体四周温度很低时存在共价键的稳定构造，电子全部控制在共价键里，本征半导体没有载流子，等效于绝缘体，不容易导电。

② 本征热激起 在常温下有少量的电子热运动，挣脱控制的共价键，出来变为自在电子，变成电子载流子，我们将此种现象称作本征热激起。热激起后产生的电子在外加电场作用下，产生带负电荷的电子电流。

③ 本征热激起后产生带正电荷的空穴载流子 由于本征热激起后价电子挣脱控制，成为自在电子，同时在共价键上留下一个短少电子的空位子，这个空位子相当于与电子相同电量的自在正电荷，将这个空位子叫空穴，在电场作用下产生正电荷电流。

（4）N型与P型半导体的方式

① N型半导体的方式 我们在纯洁的半导体硅中掺入少量的磷与锑五价元素，由于硅中带4个价电子，而磷与锑带五价电子，所以硅中掺磷后构成8个电子的稳定构造后，便剩余一价电子。由于硅中掺入磷后，每个磷原子总能奉献出一个自在电子，所以我们将这类电子称施主元素。N型半导体主要靠电子导电，称为电子型半导体。

② P型半导体的构成 我们给四价元素的硅中掺杂三价元素的硼，为了到达八个电子的稳定，于是硼原子向相邻元素借用一价电子到达它8个电子的稳定构造，于是在被借处就留有一个空位子，这个空位子就相当于等量的负电子正电荷空穴，所以空穴带正电荷。硅中掺硼后就产生大量的带正电荷的空穴。（5）PN结的构成 将P型与N型半导体有效地分离在一同，P区带正电荷，N区带负电荷，在它们的接壤面存在很高的浓度差，于是载流子将自发地产生扩散运动，P区简直没有自在电子，于是N区的自在电子就越过PN结的接壤面到P区与P区的空穴复合，这样电子空穴对就消逝了。N区没有空穴，P区的空穴也将越过界面到N区与N区的电子复合，使电子空穴抵消失。这样在接壤面区域里，电子空穴对的数目大量减少，我们将该区域称为空间电荷区。这个区损耗了电荷称耗尽层。一个耗尽层就构成一个PN结，封装起来就构成二极管。

图（a）给P区接电源正极，N区接电源负极。当开关闭合时，串联灯亮，阐明能够导通，假如开关闭合灯不亮，就阐明正向阻力大不导通。

图（b）给P区接电源负极，N区接电源正极，当开关闭合时串联灯不亮，阐明PN结不导通，反向阻力很小。

经过实验可证明，PN结正向电阻小，正导游通电流大，反向电阻大，反导游通电流简直为零，证明PN结具有单导游电特性。