文档介绍：模拟电子技术基础
安徽理工大学电气工程系
主讲:黄友锐
第一讲
绪论
参考书:
《模拟电子技术基础》(第四版):
清华大学童诗白、华成英主编
2. 《电子技术基础》(模拟部分第四版):
华中理工大学康华光主编
半导体的基本知识
PN结
半导体二极管
第一章晶体二极管
半导体的基本知识
本征半导体及其导电性
杂质半导体
半导体的温度特性
根据物体导电能力(电阻率)的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。
半导体的电阻率为10-3~109 cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及***化镓GaAs等。
本征半导体及其导电性
本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。
%,常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。
(1)本征半导体的共价键结构
硅和锗是四价元素,在原子最外层轨道上的四个电子称为价电子。它们分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有,并为它们所束缚,在空间形成排列有序的晶体。
。
硅原子空间排列及共价键结构平面示意图
(a) 硅晶体的空间排列(b) 共价键结构平面示意图
(c)
(2)电子空穴对
当导体处于热力学温度0K时,导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚,而参与导电,成为自由电子。
自由电子产生的同时,在其原来的共价键中就出现了一个空位,原子的电中性被破坏,呈现出正电性,其正电量与电子的负电量相等,人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。
这一现象称为本征激发,也称热激发。
可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合,。
本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。
本征激发和复合的过程(动画1-1)
(3) 空穴的移动
自由电子的定向运动形成了电子电流,空穴的定向运动也可形成空穴电流,它们的方向相反。只不过空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次充填空穴来实现的,因此,空穴的导电能力不如自由电子()。
(动画1-2)
空穴在晶格中的移动