这一章在干嘛？
从「硅到底是什么」讲起：原子结构 → 掺杂 → PN 结 → 二极管的伏安特性曲线，最后认识几个明星器件（稳压管、LED）。学完这章，你就能看懂二极管数据手册，明白为什么电路板上有那么多小黑块。
1.1 半导体三巨头：硅、锗、砷化镓
电子器件最常用的半导体材料有三种：硅 Si（绝对主力）、锗 Ge（老前辈）、砷化镓 GaAs（高频贵族）。它们最外层都有 4 个价电子，原子之间靠共价键手拉手排成整齐的晶格。
原书图 1.4：硅原子的共价键结构：每个价电子都和邻居共享，看起来很稳定
为什么要掺杂质？
纯净硅（本征半导体）能导电的载流子太少。掺入微量杂质，导电能力能提升几个数量级——这就是「半导体」名字的由来：可 half 可全，全看你怎么调教。
1.2 能级图与 N 型 / P 型掺杂
用能量视角看：价带（住着价电子）和导带（自由活动区）之间隔着一个禁带。导体没有禁带，绝缘体禁带太宽，半导体刚刚好——给点刺激（温度、光照、掺杂）电子就能跳过去。
原书图 1.6：三种材料的能带：绝缘体禁带宽、半导体适中、导体无禁带
掺 五价元素（如锑）→ 多出一个自由电子 → N 型（Negative，电子为多数载流子）；掺 三价元素（如硼）→ 多出一个空位（空穴）→ P 型（Positive，空穴为多数载流子）。
原书图 1.7：五价锑原子掺入硅：多出一个自由电子，形成 N 型材料
原书图 1.9：三价硼原子掺入硅：多出一个空穴，形成 P 型材料
记住：
N 型 P 型本身都不带电，只是「谁占多数」不同——N 型多电子，P 型多空穴。空穴可以想象成「电子的座位空了」，它也能像正电荷一样移动。
1.3 PN 结：二极管的心脏
把 P 型和 N 型拼在一起，交界处发生「扩散」：电子从 N 区跑向 P 区，留下一个没有载流子的耗尽层，内建约 0.7 V（硅）的势垒电压。
原书图 1.12：无偏置的 PN 结：交界处形成耗尽层，二极管符号
- 反偏（P 接负、N 接正）：耗尽层变宽，只剩极小的反向饱和电流 → 截止 🚫
- 正偏（P 接正、N 接负）：超过 0.7 V 势垒后，载流子大量过结 → 导通 ✅
原书图 1.13：反偏：耗尽层变宽，几乎无电流
原书图 1.14：正偏：耗尽层变窄，电流畅通
1.4 伏安特性曲线：二极管的「性格档案」
把电压从负扫到正，记录电流，就得到这张最重要的图：
原书图 1.15：硅二极管伏安特性：死区 → 0.7 V 指数爬升；反偏只有微小饱和电流，直到击穿
| 区域 | 电压 / 条件 | 行为 |
|---|---|---|
| 死区 | 0 ~ 0.7 V（硅） | 电流几乎为零，像没通电 |
| 导通区 | ＞ 0.7 V（硅）/ 0.3 V（锗） | 电流指数暴涨，压降基本锁在 0.7 V |
| 反向区 | 反偏未击穿 | 只有 nA~μA 级漏电流 |
| 击穿区 | 反向达到 V_BR | 电流急剧增大——稳压管专门住在这里 |
原书图 1.17：击穿区：反向电压过大时电流骤增，普通二极管会烧毁，稳压管却靠它吃饭
原书图 1.18：Ge、Si、GaAs 三种二极管特性对比：导通门槛 0.3 / 0.7 / 1.2 V 左右
1.5 二极管的电阻与等效电路
二极管是非线性器件，「电阻」随工作点变化，分两种：
R
D
= V
D
/ I
D
（直流电阻，看静态工作点） r
d
≈ 26 mV / I
D
（交流电阻，看某点附近的抖动）
分析电路时常用三档「简化模型」：理想模型（导通=短路）、简化模型（导通=0.7 V 电池）、分段线性模型（再加内阻）。初学推荐用简化模型：精度够、算得快。
原书图 1.31：硅二极管简化等效电路：理想二极管 + 0.7 V 电池
1.6 看懂数据手册与万用表检测
二极管数据手册最关心四个参数：最大正向电流 IF、最大反向电压 VR、反向恢复时间 trr（高频应用关键）、正向压降 VF。
检测方法：
数字万用表打到二极管档，红黑笔正测显示 0.5~0.7 V、反测显示 OL（开路）→ 二极管好的；两次都导通 = 击穿短路，两次都 OL = 开路断掉。
1.7 明星特种二极管：稳压管与 LED
**稳压二极管（Zener）**反向击穿后，两端电压几乎不变——专门反向使用，用来「钉住」电压：
原书图 1.45：Zener 区复习：反向击穿段几乎垂直，电压锁定
原书图 1.47：Zener 特性与三个工作区的等效模型
LED 则是正向使用：电子空穴复合时以光子形式释放能量。电压比普通二极管高（红光约 1.8~2 V，蓝光 3 V+），效率高、寿命长。
原书图 1.50：LED 的电致发光原理与电路符号
原书图 1.54：七段数码管：8 个 LED 排成「8」字，共阳 / 共阴两种接法
1. 硅二极管和锗二极管的导通压降大约各是多少？
硅约 0.7 V，锗约 0.3 V。砷化镓更高，约 1.2 V 以上。
2. N 型半导体是靠掺五价还是三价元素实现的？多数载流子是什么？
掺五价元素（如锑、磷），多数载流子是自由电子；三价元素掺出的是 P 型，多数载流子是空穴。
3. 为什么稳压管要「反着接」？
因为稳压管利用的是反向击穿区：击穿后电流大幅变化而两端电压几乎不变，从而实现稳压。正着接它就只是个普通二极管。