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文档介绍：第二章半导体器件
半导体的基本知识
半导体二极管
晶体三极管
场效应管

一、本征半导体
二、杂质半导体
三、PN结的形成及其单向导电性
四、PN结的电容效应
一、本征半导体1、半导体的概念和特性
导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。
导体--铁、铝、铜等金属元素等低价元素,其最外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动,形成电流。
绝缘体--惰性气体、橡胶等,其原子的最外层电子受原子核的束缚力很强,只有在外电场强到一定程度时才可能导电。
半导体--硅(Si)、锗(Ge),均为四价元素,它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。
本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。
无杂质稳定的结构
半导体材料具有以下一些独特的导电特性:
杂敏性
在纯净的半导体材料中掺入某种微量的元素(如硼和磷等)后,其导电能力将猛增几万倍甚至百万倍。
光敏性
有的半导体材料在无光照时电阻率很高,而一旦受到光线照射后电阻率即显著下降。
热敏性
所谓热敏性是指半导体的电导率随温度升高(例如受热辐射)而显著增大的特性,即温度升高其导电能力大大加强。温度对半导体材料的导电性能影响很大。
2、本征半导体
本征半导体——完全纯净的、结构完整的半导体晶体
半导体原子结构示意图
(a)硅(b)锗
图 本征半导体结构示意图
(1).本征半导体的晶体结构
( 2 ).本征半导体的两种载流子—自由电子和空穴
本征激发产生电子空穴对
本征激发:本征半导体受外界能量(热能、电能和光能等)激发,产生电子、空穴对的过程.
载流子——可以自由移动的带电粒子。
由于热运动,具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子
自由电子的产生使共价键中留有一个空位置,称为空穴
自由电子与空穴相碰同时消失,称为复合。
当没有外界其他影响时,在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡,电子空穴对的数目相对保持不变。
二、杂质半导体
1. N型半导体
空穴比未加杂质时的数目多了?少了?为什么?
杂质半导体主要靠多数载流子导电。掺入杂质越多,多子浓度越高,导电性越强,实现导电性可控。
2. P型半导体
P型半导体主要靠空穴导电,
掺入杂质越多,空穴浓度越高,导电性越强,
在杂质半导体中,温度变化时,载流子的数目变化吗?少子与多子变化的数目相同吗?少子与多子浓度的变化相同吗?