文档介绍：《电子技术基础》教案第1章常用半导体器件将所有的物质按照导电性能进行分类,可以分为导体、绝缘体和半导体三类。导体:导电性能良好的物体称为导体(例如铜、铁、铝等)。绝缘体:几乎不导电的物体称为绝缘体(例如橡胶、陶瓷、干木头等)。半导体:导电性能介于导体与绝缘体之间的物体称为半导体(例如硅、锗、氧化物等) 半导体基础知识半导体是制作晶体二极管、晶体三极管、场效应管和集成电路的材料。半导体的广泛应用是因为半导体有特殊的导电性能。①半导体的电阻率随着温度的升高而下降,即温度升高,半导体的导电能力增强。②半导体的导电能力受掺入杂质的影响显著,即在半导体材料中掺入微量杂质(特定的元素),电阻率下降,导电能力增强。③半导体的导电能力随着光照强度的增强而增强。下面将详细讲述半导体的基础知识常用的半导体材料有硅(元素符号为Si)和锗(元素符号为Ge)两种。纯净的半导体称为本征半导体。因为半导体的原子结构是晶体结构,所以又称为晶体。用半导体材料做成的二极管、三极管又称为晶体二极管、晶体三极管。1、本征半导体几个名词半导体硅元素和锗元素的单个原子都是4价元素,其原子结构为相对稳定的共价健结构。所以在室温下有少数的价电子可以从原子的热运动中获得能量,挣脱共价健的束缚,成为带负电荷的自由电子;在原来的位置上留下一个带正电荷的空位,这个空位称为空穴。在本征半导体中自由电子和空穴是成对出现的称为电子-空穴对。在外加电压的作用下,电子和空穴都参与导电,所以电子和空穴都称为载流子。两种载流子所带的电量相等、极性相反,对外不显电性。自由电子与空穴相遇时也会中和,称为复合。常温下本征半导体导电能力差,要提高它的导电能力,必须掺入微量的杂质(特定元素),这就是杂质半导体。2、杂质半导体掺入杂质以后的半导体称为杂质半导体。杂质半导体有两种:N型半导体和P型半导体。(1)N型半导体在本征半导体硅(或锗)元素中掺入五价元素,例如磷(元素符号P),就可以得到N型半导体。N型半导体中自由电子占大多数,称为多数载流子;而空穴称为少数载流子。在外电场的作用下电流中主要部分是电子流。这种以电子导电为主的半导体称为N型半导体。在硅元素中掺入五价元素,得到的杂质半导体称为N型硅;在锗元素中掺入五价元素,得到的杂质半导体称为N型锗。(2)P型半导体在本征半导体硅(或锗)元素中掺入三价元素,例如硼(元素符号B),就可以得到P型半导体。在P型半导体中空穴占大多数,称为多数载流子;而自由电子称为少数载流子。在外电场的作用下电流中主要部分是空穴流。这种以空穴导电为主的半导体称为P型半导体。如果在硅元素中掺入三价元素,得到的杂质半导体称为P型硅;如果在锗元素中掺入三价元素,得到的杂质半导体称为P型锗。3、PN结将N型半导体与P型半导体采用特殊的工艺结合在一起时,在其交界处会形成一种特殊的阻挡层,这就是PN结。PN结具有很重要的特性——单向导电性。实际电路中,PN结上总要加上一定的电压,外加电压的极性不同,导电性能差异很大。PN结的单向导电性PN结加正向电压-导通图1-1PN结的单向导电性将PN结按照图1-1(a)所示接上电源称为加正向电压,加正向电压时阻挡层(PN结)变窄,电阻变小,电流增大,称为PN结处于导通状态。PN结的单向导电性将PN结按照图1-1(b)所示接上电源称为加反向电压,加反向电压时阻挡层(PN结)变宽,电阻变大,电流减小,称为PN结处于截止状态。综上所述,当PN结加正向电压时会导通,加反向电压时会截止,这就是PN结的单向导电性。PN结加反向电压——截止