文档介绍：第一章常用半导体器件
半导体的基本知识
半导体二极管
双极型晶体管
场效应管
单结晶体管和晶闸管
集成电路中的元件
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半导体基本知识
本征半导体
杂质半导体
PN结
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导体:自然界中很容易导电的物质,例如金属。
绝缘体:电阻率很高的物质,几乎不导电,如橡皮、陶瓷、塑料和石英等。
半导体:导电特性处于导体和绝缘体之间的物质, 例如锗、硅、***化镓和一些硫化物、氧化物等
根据物质导电能力(电阻率)的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。
半导体的特点
当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。
往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使它的导电能力明显改变。
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本征半导体
(1)本征半导体的晶体结构
(2)本征半导体的电子空穴对
(3)本征半导体中载流子的浓度
本征半导体——纯净的晶体结构的半导体。
%,常称为“九个9”。
它在物理结构上呈单晶体形态。
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(1)本征半导体的晶体结构
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。
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共价键共
用电子对
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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。
形成共价键后,每个原子的最外层电子是八个,构成稳定结构。
共价键有很强的结合力,使原子规则排列,形成晶体。
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在绝对0度和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着,本征半导体中没有可以运动的带电粒子(即载流子),它的导电能力为0,相当于绝缘体。
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在热或光激发下,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。
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空穴
束缚电子
自由电子
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(2)本征半导体的电子空穴对
当温度升高或受到光的照射时,半导体中价电子能量增高,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。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。
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在其它力的作用下,空穴吸引临近的电子来填补,这样的结果相当于空穴的迁移,而空穴的迁移相当于正电荷的移动,因此可以认为空穴是载流子。
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+4
+4
自由电子和空穴的定向运动形成电流
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