一、半导体知识。
1．本征半导体。
单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅（si）和锗（ge）（图1-2）。前者是制造半导体ic的材料（三五价化合物砷化镓gaas是微波毫米波半导体器件和ic的重要材料）。
纯净（纯度》7n）且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发或产生）（图1-3）。本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴对。
温度越高，本征激发越强。
空穴是半导体中的一种等效载流子。空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格中的空位，使局部显示电荷的空位宏观定向运动（图1-4）。
在一定的温度下，自由电子与空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为载流子复合。复合是产生的相反过程，当产生等于复合时，称载流子处于平衡状态。
2．杂质半导体。
在本征硅（或锗）中渗入微量5价（或3价）元素后形成n型（或p型）杂质半导体（n型：图1-5，p型：图1-6）。
在很低的温度下，n型（p型）半导体中的杂质会全部电离，产生自由电子和杂质正离子对（空穴和杂质负离子对）。
由于杂质电离，使n型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴，而p型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。
在常温下，多子》少子（图1-7）。多子浓度几乎等于杂质浓度，与温度无关；两少子浓度是温度的敏感函数。
在相同掺杂和常温下，si的少子浓度远小于ge的少子浓度。
3．半导体中的两种电流。
在半导体中存在因电场作用产生的载流子漂移电流（这与金属导电一致）；还存在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
4．pn结。
在具有完整晶格的p型和n型材料的物理界面附近，会形成一个特殊的薄层——pn结（图1-8）。
pn结是非中性区（称空间电荷区），存在由n区指向p区的内建电场和内建电压；pn结内载流子数远少于结外的中性区（称耗尽层）；pn结内的电场是阻止结外两区的多子越结扩散的（称势垒层或阻挡层）。
正偏pn结（p区外接高于n区的电压）有随正偏电压指数增大的电流；反偏pn结（p区外接低于n区的电压），在使pn结击穿前，只有其值很小的反向饱和电流。即pn结有单向导电特性（正偏导通，反偏截止）。
pn结的伏安方程为：，其中，在t=300k时，热电压mv。
非对称pn结有结（p区高掺杂）和结（n区高掺杂），pn结主要向低掺杂区域延伸（图1-9）。
二、二极管知识。
普通二极管内芯片就是一个pn结，p区引出正电极，n区引出负电极（图1-13）。
在低频运用时，二极的具有单向导电特性，正偏时导通，si管和ge管导通电压典型值分别是0.7v和0.3v；反偏时截止，但ge管的反向饱和电流比si管大得多（图1-15）。
低频运用时，二极管是一个非线性电阻，其交流电阻不等于其直流电阻。
二极管交流电阻定义：
二极管交流电阻估算：
二极管的低频小信号模型就是交流电阻，它反映了在工作点q处，二极管的微变电流与微变电压之间的关系。
二极管的低频大信号模型是一种开关模型，有理想开关、恒压源模型和折线模型三种近似（图1-20）。
三、二极管应用。
1．单向导电特性应用。
整流器：半波整流（图1-28），全波整流（图p1-8a），桥式整流（图p1-8b）
限幅器：顶部限幅，底部限幅，双向限幅（图p1-9）
钳位电路*通信电路中的应用*：检波器、混频器等。
2．正向导通特性及应用。
二极管正向充分导通时只有很小的交流电阻，近似于一个0.7v（si管）或0.3v（ge管）的恒压源。
3．反向击穿及应用。
二极管反偏电压增大到一定值时，反向电流突然增大的现象即反向击穿。
反向击穿的原因有价电子被碰撞电离而发生的“雪崩击穿”和价电子被场效激发而发生的“齐纳击穿”。
反向击穿电压十分稳定，可以用来作稳压管（图1-33）。
稳压管电路设计时，要正确选取限流电阻，使稳压管在一定的负载条件下正常工作。
4．高频时的电容效应及应用。
高频工作时，二极管失去单向导电特性，其原因是管内的pn结存在电容效应（结电容）。
结电容分为pn结内的势垒电容与pn结两侧形成的扩散电容。
随偏压的增大而增大，与正偏电流近似成正比。
反偏二极管在高频条件下，其等效电路主要是一个势垒电容。利用这一特性的二极管称为变容二极管。变容二极管在通信电路中有较多的应用。