重慶變頻器維修關(guān)于半導(dǎo)體

介于導(dǎo)體與絕緣體之間，我們將此類物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。

導(dǎo)體與絕緣體為什么有不同的導(dǎo)電特性呢？由于它們的物質(zhì)內(nèi)部原子自身的構(gòu)造和原子與原子間的分離方式不同，它們的導(dǎo)電才能在于決議內(nèi)部運(yùn)載電荷的粒子——載流子的幾和運(yùn)動(dòng)速度的快慢。

2 半導(dǎo)體的共價(jià)鍵構(gòu)造與共價(jià)電子

由于半導(dǎo)體元器件都是由硅Si或者鍺Ge等消費(fèi)制成的，我們應(yīng)深化理解硅、鍺半導(dǎo)體的構(gòu)造特性。

① 硅Si：半導(dǎo)體，原子核內(nèi)有14個(gè)正電荷，核外有14個(gè)電子，分三層，最外層4個(gè)電子。

② 鍺：原子核內(nèi)帶32個(gè)正電荷，核外有32個(gè)電子分四層，最外層4個(gè)電子。

化學(xué)課程中，原子最外層電子數(shù)目決議了元素的性質(zhì)。原子最外層具有8個(gè)電子，稱為穩(wěn)定構(gòu)造。硅與鍺元素最外層只要4個(gè)電子，假如要穩(wěn)定必需要借用電子，硅原子在分離時(shí)，每個(gè)原子最外層的電子，不只遭到本身原子核的約束，而且與四周相鄰的4個(gè)原子發(fā)作聯(lián)絡(luò)。每個(gè)硅原子都從臨近的4個(gè)硅原子那里各借1個(gè)電子，使本人最外層有8個(gè)電子，同時(shí)它將本身的4個(gè)電子借給四周的4個(gè)原子，使它們構(gòu)成穩(wěn)定構(gòu)造。這樣每2個(gè)原子之間就會(huì)有一對(duì)電子被共用，這兩個(gè)電子能呈現(xiàn)在本身原子核的軌道上，同時(shí)也呈現(xiàn)在相鄰原子核的軌道上，將這對(duì)電子稱為共價(jià)電子。共價(jià)電子所構(gòu)成的約束稱為共價(jià)鍵。為什么我們要理解硅與鍺元素的構(gòu)造及共價(jià)電子與共價(jià)鍵呢，由于變頻器中的二、三極管與場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管、芯片在構(gòu)成時(shí)，必需在半導(dǎo)體的根底上構(gòu)成，理解了半導(dǎo)體的特性，就能愈加深化地剖析硅、鍺半導(dǎo)體構(gòu)成的元器件。

3 半導(dǎo)體的復(fù)合擴(kuò)散與本征半導(dǎo)體

（1）半導(dǎo)體的復(fù)合 半導(dǎo)體在環(huán)境溫度升高后，就激起出自在電子，同時(shí)呈現(xiàn)數(shù)量相等的空穴，空穴與電子總是相伴而生的。但是，熱激起后產(chǎn)生的自在電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中又會(huì)重新回到本人的空位上，與空穴相分離。使電子空穴抵消失，與激起相反的過(guò)程稱為復(fù)合。

（2）半導(dǎo)體電子空穴的擴(kuò)散 微粒在自在空間里，自發(fā)地從濃度較高的中央向濃度較低的中央運(yùn)動(dòng)，將這種現(xiàn)象稱為擴(kuò)散。在半導(dǎo)體中，空穴和自在電子，也是能運(yùn)動(dòng)的粒子，它們的空間有濃度差時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。

（3）本征半導(dǎo)體

① 含義 原子按一定規(guī)律排列的很劃一的半導(dǎo)體叫本征半導(dǎo)體，也稱為純潔的半導(dǎo)體，是沒有雜質(zhì)的。在半導(dǎo)體四周溫度很低時(shí)存在共價(jià)鍵的穩(wěn)定構(gòu)造，電子全部控制在共價(jià)鍵里，本征半導(dǎo)體沒有載流子，等效于絕緣體，不容易導(dǎo)電。

② 本征熱激起 在常溫下有少量的電子熱運(yùn)動(dòng)，掙脫控制的共價(jià)鍵，出來(lái)變?yōu)樽栽陔娮樱兂呻娮虞d流子，我們將此種現(xiàn)象稱作本征熱激起。熱激起后產(chǎn)生的電子在外加電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生帶負(fù)電荷的電子電流。

③ 本征熱激起后產(chǎn)生帶正電荷的空穴載流子 由于本征熱激起后價(jià)電子掙脫控制，成為自在電子，同時(shí)在共價(jià)鍵上留下一個(gè)短少電子的空位子，這個(gè)空位子相當(dāng)于與電子相同電量的自在正電荷，將這個(gè)空位子叫空穴，在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生正電荷電流。

（4）N型與P型半導(dǎo)體的方式

① N型半導(dǎo)體的方式 我們?cè)诩儩嵉陌雽?dǎo)體硅中摻入少量的磷與銻五價(jià)元素，由于硅中帶4個(gè)價(jià)電子，而磷與銻帶五價(jià)電子，所以硅中摻磷后構(gòu)成8個(gè)電子的穩(wěn)定構(gòu)造后，便剩余一價(jià)電子。由于硅中摻入磷后，每個(gè)磷原子總能奉獻(xiàn)出一個(gè)自在電子，所以我們將這類電子稱施主元素。N型半導(dǎo)體主要靠電子導(dǎo)電，稱為電子型半導(dǎo)體。

② P型半導(dǎo)體的構(gòu)成 我們給四價(jià)元素的硅中摻雜三價(jià)元素的硼，為了到達(dá)八個(gè)電子的穩(wěn)定，于是硼原子向相鄰元素借用一價(jià)電子到達(dá)它8個(gè)電子的穩(wěn)定構(gòu)造，于是在被借處就留有一個(gè)空位子，這個(gè)空位子就相當(dāng)于等量的負(fù)電子正電荷空穴，所以空穴帶正電荷。硅中摻硼后就產(chǎn)生大量的帶正電荷的空穴。（5）PN結(jié)的構(gòu)成 將P型與N型半導(dǎo)體有效地分離在一同，P區(qū)帶正電荷，N區(qū)帶負(fù)電荷，在它們的接壤面存在很高的濃度差，于是載流子將自發(fā)地產(chǎn)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，P區(qū)簡(jiǎn)直沒有自在電子，于是N區(qū)的自在電子就越過(guò)PN結(jié)的接壤面到P區(qū)與P區(qū)的空穴復(fù)合，這樣電子空穴對(duì)就消逝了。N區(qū)沒有空穴，P區(qū)的空穴也將越過(guò)界面到N區(qū)與N區(qū)的電子復(fù)合，使電子空穴抵消失。這樣在接壤面區(qū)域里，電子空穴對(duì)的數(shù)目大量減少，我們將該區(qū)域稱為空間電荷區(qū)。這個(gè)區(qū)損耗了電荷稱耗盡層。一個(gè)耗盡層就構(gòu)成一個(gè)PN結(jié)，封裝起來(lái)就構(gòu)成二極管。

圖（a）給P區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負(fù)極。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，串聯(lián)燈亮，闡明能夠?qū)ǎ偃玳_關(guān)閉合燈不亮，就闡明正向阻力大不導(dǎo)通。

圖（b）給P區(qū)接電源負(fù)極，N區(qū)接電源正極，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)串聯(lián)燈不亮，闡明PN結(jié)不導(dǎo)通，反向阻力很小。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)可證明，PN結(jié)正向電阻小，正導(dǎo)游通電流大，反向電阻大，反導(dǎo)游通電流簡(jiǎn)直為零，證明PN結(jié)具有單導(dǎo)游電特性。