第2章 半导体器件.ppt

文档介绍：第2章半导体器件
半导体材料及PN结
半导体二极管
小结
半导体三极管
场效应管
半导体材料及PN结
本征半导体
杂质半导体
PN结
本征半导体
半导体—
导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
本征半导体—
纯净的半导体。如硅、锗单晶体。
载流子—
自由运动的带电粒子。
共价键—
相邻原子共有价电子所形成的束缚。
硅(锗)的原子结构
简化
模型
惯性核
硅(锗)的共价键结构
价电子
自
由
电
子
(束缚电子)
空
穴
空穴
空穴可在共
价键内移动
本征激发:
复合:
自由电子和空穴在运动中相遇重新结合成对消失的过程。
漂移:
自由电子和空穴在电场作用下的定向运动。
在室温或光照下价电子获得足够能量摆脱共价键的束缚成为自由电子,并在共价键中留下一个空位(空穴)的过程。
两种载流子
电子(自由电子)
空穴(带正电)
两种载流子的运动
自由电子(在共价键以外)的运动
空穴(在共价键以内)的运动
结论:
1. 本征半导体中电子空穴成对出现,且数量少;
2. 半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电;
3. 本征半导体导电能力弱,并与温度有关。
杂质半导体
一、N 型半导体和 P 型半导体
N 型
+5
+4
+4
+4
+4
+4
磷原子(施主原子)
自由电子
电子为多数载流子
空穴为少数载流子
载流子数电子数
P 型
+3
+4
+4
+4
+4
+4
硼原子(受主杂质)
空穴
空穴—多子
电子—少子
载流子数空穴数
二、杂质半导体的导电作用
I
IP
IN
I = IP + IN
N 型半导体 I  IN
P 型半导体 I  IP
三、 N 型与 P型半导体的简化示意图
负离子
多数载流子
少数载流子
正离子
多数载流子
少数载流子
P型
N型