文档介绍：计算机电路基础
第二章
半导体器件基础
学习要点
PN结的形成和单向导电性
二极管的伏安特性
半导体三极管的基本结构、工作原理
三极管的伏安特性
MOS场效应管的结构、工作原理和伏安特性曲线
结型场效应管的结构、工作原理和伏安特性曲线
半导体三极管
场效应管
PN结与半导体二极管
半导体基础知识
退出
第2章半导体器件基础
半导体及其特点
本征半导体
N型半导体
退出
P型半导体
半导体基础知识
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。
半导体及其特点
热敏性:半导体的电阻率随温度升高而显著减小。常用于检测温度的变化。对其他工作性能有不利的影响。
光敏性:在无光照时电阻率很高,但一有光照电阻率则显著下降。利用这个特性可以制成光敏元件。
杂敏性:在纯净的半导体中加入杂质,导电能力猛增几万倍至百万倍。
利用这个特性可以制造出具有不同性能用途的半导体器件。
硅、锗等半导体材料之所以得到广泛的应用,主要是因为它们的导电能力具有一些特殊的方面。
一、本征半导体的结构特点
Ge
Si
通过一定的工艺可以将半导体制成晶体。
现代电子学中用的最多的半导体是硅和锗,它们的最外层电子(价电子)都是四个。
本征半导体
本征半导体:完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
在硅和锗晶体中,原子按四角形系统组成晶体点阵,每个原子都处在正四面体的中心,而四个其它原子位于四面体的顶点,每个原子与其相临的原子之间形成共价键,共用一对价电子。
硅和锗的
晶体结构
本征半导体
共价键结构、
由于热激发而
产生的自由电子
自由电子移走后
而留下的空穴
共价键
共有价电子所形成的束缚作用
共价键结构、自由电子、空穴
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。
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。
本征半导体中存在数量相等的两种载流子,即自由电子和空穴。空穴带正电,运动相当于正电荷的运动。