电阻率小于导体$10^{?4}\Omega cm$
绝缘：电阻率大于$10^{10}\Omega cm$
半导体：电阻率介于$10^{?4}10^{10}\Omega cm$

• 本征半导体
  受热挣脱共价键的束缚，形成自由电子，在共价键的原始位置留下空位。自由电子和空穴称为载流子。在本征半导体中，自由电子的数量与空穴相同。

• N型半体（电子型）
  掺入五价杂质元素如磷，杂质原子提供多余的电子。
  
• P型半导体（空穴型）
  掺入三价杂质元素如硼，杂质原子提供空穴。
  

PN结

载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动，当扩散和漂移达到动态平衡时，空间电荷区的宽度就稳定下来。PN结就处于相对稳定的状态。电位壁垒$U_D$的大小，硅材料为0.6~ 0.8V,锗材料为0.2~0.3V

PN结单向导电性：
（1）外加正向电压

外加电压P→N,外电场削弱内电场，PN结的动态平衡被破坏，在外电场的作用下，P区中的空穴进入空间电荷区，与一部分负离子中和，N区中的自由电子进入空问电荷区与一部分止离子中和，于是整个空间电荷区变窄，从而使多子的扩散运动增强，形成较大的扩散电流，这个电流称为正向电流，其方向是从P区指向N区。这种外加电压接法称为正向偏置。

（2）外加反向电压

外加电压N→P,这种情况称为PN结反向偏置。这时，外场增强内电场的作用。在外电场的作用下，P区中的空穴和N区中的自由电子各自背离空间电荷区运动，使空间电荷变宽，从而抑制了多子的扩散，加强了少子的漂移，形成反向电流。由于少子的浓度很低，因此这个反向流非常小，反向电流又称为反向饱和电流，通常用、表示。

结论：PN结具有单向导电性：PN结正向偏置时，回路中有较大的正向电流，PN结呈现的电阻很小，PN结处于导通状态；当PN结反向偏置时，回路中的电流非常小0，PN结呈现的电阻非常高PN结处于截止状态

如图为二极管的伏安特性曲线，二极管的方程为：

$$I=I_S(e^{U/U_T}-1)$$

$U_T=kT/q$为温度电压当量，常温T=300K下，$U_T\approx 26mV$

当二极管加反向电压时，$U<0$，若$|U|>>U_T$，$e^{U/U_T}\approx 0$，$I\approx -I_S$。

1. 最大整流电流$I_F$

最大整流电流是指二极管长时间工作时，允许流过二极管的最大正向平均电流，它由PN结的结面积和散热条件决定。

2. 最大反向工作电压$U_R$

它是二极管加反向电压时为防止击穿所取的安全电压，一般将反向击穿电压$U_{BR}$的一半定为最大反向工作电压$U_R$

3. 反向电流$I_R$

$I_R$是指二极管加上最大反向工作电压$U_R$时的反向电流。$I_R$愈小，二极管的单向导电性就愈好。此外，由于反向电流是由少数载流子形成的，所以，温度对$I_R$的影响很大

4. 最高工作频率$f_M$

$f_M$主要由PN结电容的大小决定，结电容愈大，则$f_M$就越低。若工作频率超过$f_M$,则二极管的单向导电性就变差，甚至无法使用。

二极管主要是利用其单向导电性，通常用于整流、检波、限幅、元件保护等，在数字电路中常作为开关元件。

半波整流电压的平均值或者脉动电压的直流分量为：

$${\mathbf{U}}_o=\frac{1}{2\pi }{\int }_0^{\pi }\sqrt{2}Usin\omega td\omega t=\frac{\sqrt{2}}{\pi }U=0.45U$$

负载电流的平均值$I_o$或者二极管电流的平均值$I_D$为：
$$I_o=I_D=\frac{U_o}{R_L}=0.45\frac{U}{R_L}$$

二极管所承受的最大反向电压是
$$U_{RM}=\sqrt{2}U$$

$I_D$ 和$U_{RM}$决定了整流二极管的选择范围。一般要有1.5-2倍的裕量。

$u_2$的正半周，${\mathbf{D}}_1$、${\mathbf{D}}_3$导通，${\mathbf{D}}_2$