第一章 模电.ppt

文档介绍：(电阻率)的不同,划分为导体、绝缘体和半导体。导体:自然界中很容易导电的物质,如铁、铝、铜等金属元素等低价元素,其最外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动,形成电流。绝缘体:电阻率很高的物质,几乎不导电,如惰性气体、橡胶、陶瓷、塑料和石英等,其原子的最外层电子受原子核的束缚力很强,只有在外电场强到一定程度时才可能导电。半导体:导电特性处于导体和绝缘体之间的物质,如硅(Si)、锗(Ge)等四价元素、***化镓(GaAs)、一些硫化物、氧化物等,它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。半导体是构成当代电子器件的基础材料。(1)本征半导体的晶体结构(2)本征半导体的载流子(3)本征半导体中载流子的浓度本征半导体——%。--硅、锗。无杂质稳定的结构5(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。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。共价键共用电子对当处于绝对零度(-273℃)时,本征半导体中没有自由电子。6(2)本征半导体的载流子--电子、空穴由于光照或热运动,具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子,从而参与导电自由电子的产生使共价键中留有一个空位置,称为空穴共价键这一现象称为本征激发,也称热激发。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。7一定温度下,自由电子与空穴对的浓度一定;温度升高,热运动加剧,挣脱共价键的电子增多,自由电子与空穴对的浓度加大。动态平衡(2)本征半导体的载流子自由电子与空穴相碰同时消失,称为复合。8在其他力的作用下,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。自由电子和空穴称为载流子(运载电荷的粒子)。空穴电流的方向与运动方向一致,电子电流的方向与运动方向相反。---所以总电流方向仍然一致。9(3)本征半导体中载流子的浓度温度升高热运动加剧载流子增多本征半导体中载流子的浓度很低,导电性能很差。本征半导体中载流子的浓度与温度密切相关。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。为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体?10