文档介绍：第第1 1章章基本基本半导体器件半导体器件 PN PN 结结??导导体体: :导电能力很强的物质。导电能力很强的物质。电阻率电阻率<10 <10 -4 -4ΩΩ· · cm cm , , 如低价元素铜、铁、铝等。如低价元素铜、铁、铝等。??绝缘体绝缘体: :导电能力很弱,基本上不导电的物质。导电能力很弱,基本上不导电的物质。电阻率电阻率> >10 10 9 9ΩΩ· · cm cm , , 如高价惰性气体和橡胶、陶瓷、塑料等高如高价惰性气体和橡胶、陶瓷、塑料等高分子材料分子材料. .??半导体半导体: :导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。如硅、锗等四价元素。如硅、锗等四价元素。 1. 1. 价电子价电子: : 原子外原子外层轨道上的电子。层轨道上的电子。 2 2. . 共价键共价键: : 两个两个相邻原子共有的一相邻原子共有的一对价电子。对价电子。 3 3. . 本征半导体本征半导体: : 纯净且呈现晶体结纯净且呈现晶体结构的半导体,叫本构的半导体,叫本征半导体。征半导体。第第1 1章章基本基本半导体器件半导体器件 PN PN 结结 1 1 . . 自由电子自由电子: :获获得足够能量,以克服得足够能量,以克服共价键束缚的价电子。共价键束缚的价电子。 2 2. .空穴空穴: :价电子价电子脱离共价键束缚成为脱离共价键束缚成为自由电子后在共价键自由电子后在共价键中留下的空位。中留下的空位。第第1 1章章基本基本半导体器件半导体器件 PN PN 结结在常温下,由于热能的激发,产生自由电子和在常温下,由于热能的激发,产生自由电子和空穴对的现象,叫空穴对的现象,叫本征激发本征激发。温度一定,自由电子。温度一定,自由电子和空穴对的浓度也一定。由于本征激发而在本征半和空穴对的浓度也一定。由于本征激发而在本征半导体中存在一定浓度的自由电子(带负电荷)和空导体中存在一定浓度的自由电子(带负电荷)和空穴(带正电荷)对,故其具有导电能力,但其导电穴(带正电荷)对,故其具有导电能力,但其导电能力有限。能力有限。第第1 1章章基本基本半导体器件半导体器件 PN PN 结结( (1 1)N )N (Negtive) (Negtive) 型半导体: 型半导体: 在硅或锗本征半导体中掺在硅或锗本征半导体中掺入适量的五价元素(如磷), 入适量的五价元素(如磷), 则磷原子与其周围相邻的四则磷原子与其周围相邻的四个硅或锗原子之间形成共价个硅或锗原子之间形成共价键后,还多出一个自由电子键后,还多出一个自由电子参与导电。结果,自由电子参与导电。结果,自由电子成为成为多数载流子多数载流子( ( 称多子称多子) ), , 空穴成为少数载流子空穴成为少数载流子( ( 称少称少子子) )。。第第1 1章章基本基本半导体器件半导体器件 PN PN 结结( (2 2) ) P(Positive) P(Positive) 型半导体: 型半导体: 在硅或锗本征半导体在硅或锗本征半导体中,摻入适量的中,摻入适量的三价元素三价元素(如硼),则硼原子与周(如硼),则硼原子与周围的四个硅或锗原子形成围的四个硅或锗原子形成共价键后,还留有一个空共价键后,还留有一个空穴。结果,空穴成为多子, 穴。结果,空穴成为多子, 自由电子成为少子。这种自由电子成为少子。这种主要依靠多子空穴导电的主要依靠多子空穴导电的杂质半导体,叫杂质半导体,叫 P P 型半导型半导体体。。第第1 1章章基本基本半导体器件半导体器件 PN PN 结结无外电场作用时,本征半导体和杂质半导体对无外电场作用时,本征半导体和杂质半导体对外均呈现外均呈现电中性电中性, ,其其内部无电流内部无电流。。在杂质半导体中, 在杂质半导体中, 多子浓度取决于掺杂浓度; 多子浓度取决于掺杂浓度; 少子浓度取决于温度少子浓度取决于温度。。掺杂的目的不是提高导电能力,而是得到多种掺杂的目的不是提高导电能力,而是得到多种半导体特性,满足实际需要半导体特性,满足实际需要。。第第1 1章章基本基本半导体器件半导体器件 PN PN 结结 1. PN PN 结中载流子的运动结中载流子的运动( (1 1) )多数载流子的扩散运动: 多数载流子的扩散运动: 在交界面两侧在交界面两侧, ,电子和电子和空穴的浓度差很大, 空穴的浓度差很大, P P区中的多子空穴向区中的多子空穴向 N N区扩散, 区扩散, 在在P P区一侧留下杂质负离子区一侧留下杂质负离子, ,在在N N区一侧集中正电荷; 区一侧集中正电荷; 同时, 同时, N N区中的多子自由电子向区中的多子自由电子向 P P区扩散,在区扩散,在