文档介绍：第二章第二章半导体二极管及其基本电路半导体二极管及其基本电路导体、半导体和绝缘体导体:自然界中很容易导电的物质称为导体,金属一般都是导体。绝缘体:有的物质几乎不导电,称为绝缘体,如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体:另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间,称为半导体,如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 半导体的基本知识半导体的导电机理不同于其它物质,所以它具有不同于其它物质的特点。例如:((可做成温度敏感元件,如热敏电阻可做成温度敏感元件,如热敏电阻))。。掺杂性掺杂性::往纯净的半导体中掺入某些杂质,导电往纯净的半导体中掺入某些杂质,导电能力明显改变能力明显改变((可做成各种不同用途的半导可做成各种不同用途的半导体器件,如二极管、三极管和晶闸管等)。体器件,如二极管、三极管和晶闸管等)。光敏性:光敏性:当受到光照时,导电能力明显变化当受到光照时,导电能力明显变化((可做可做成各种光敏元件,如光敏电阻、光敏二极成各种光敏元件,如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等管、光敏三极管等))。。热敏性:热敏性:当环境温度升高时,导电能力显著增强当环境温度升高时, 半导体材料共价键共用电子对(束缚电子)+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中,称为束缚电子,常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子,因此本征半导体中的自由电子很少,所以本征半导体的导电能力很弱。 半导体硅和锗的共价键结构在常温下,由于热激发,使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚,成为自由电子,同时共价键上留下一个空位,称为空穴。(本征激发)1) 载流子:(自由电子和空穴)+4+4+4+ 本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体,称为本征半导体。完全纯净的、具有晶体结构的半导体,称为本征半导体。2) 本征半导体的导电机理+4+4+4+4*空穴吸引附近的电子来填补, 相当于空穴的迁移,可以认为空穴是载流子。空穴带正电核,空穴子移动形成电流。本征半导体中存在数量相等的两种载流子,即自由电子和空穴。*电子带负电核,电子移动形成电流。*温度越高,载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强在本征半导体中掺入某些微量的杂质,就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。P 型半导体:空穴浓度大大增加的杂质半导体,也称为(空穴半导体)。N 型半导体:自由电子浓度大大增加的杂质半导体,也称为(电子半导体)。 杂质半导体+4+4+5+4多余电子磷原子N 型半导体中的载流子:1、由施主原子提供的电子,浓度与施主原子相同。2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度,所以,自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子(多子),空穴称为少数载流子(少子)。一、N 型半导体在本征半导体中掺入少量的五价元素磷(或锑),外层有五个价电子,其中四个与相邻的半导体原子形成共价键,必定多出一个电子五价元素磷称为施主原子。二、P 型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素,如硼(或铟),晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代,硼原子的最外层有三个价电子,与相邻的半导体原子形成共价键时,产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补,使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼原子接受电子,所以称为受主原子。+4+4+3+4空穴硼原子P 型半导体中空穴是多子,电子是少子。三、杂质半导体的示意表示法------------------------P 型半导体++++++++++++++++++++++++N 型半导体杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系,起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。1. 1. 在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与((a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、)有关。温度)有关。2. 2. 在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与((a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、)有关。温度)有关。3. 3. 当温度升高时,少子的数量当温度升高时,少子的数量((a. a. 减少、减少、b. b. 不变、不变、c. c. 增多)。增多)。4. 4. 在外加电压的作用下,在外加电压的作用下,P P 型半导体中的电流型半导体中的电流主要是主要是,,N N 型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是。。((a. a. 电子电流、电子电流、)空穴电流)bbaa基本概念练习: