文档介绍：半导体的基本知识
半导体二极管
稳压二极管
整流、滤波及稳压电路
第6章 二极管及直流稳压电路
第1页/共50页
半导体的基本知识
半导体:导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。
常见的半导体材料有硅、锗、硒及许多金属的氧化物和硫化物等。半导体材料多以晶体的形式存在。
半导体材料的特性:
纯净半导体的导电能力很差；
热敏特性:温度升高--导电能力增强(如钴、锰、镍的氧化物做成的热敏电阻)；
光敏特性:光照增强--导电能力增强(如镉、铅等硫化物做成的光敏电阻)；
掺入少量杂质--导电能力增强(可做成半导体二极管、半导体三极管) 。
第2页/共50页
本征半导体
:完全纯净、具有晶体结构的半导体。
最常用的半导体为硅(Si)和锗(Ge)。它们的共同特征是四价元素,每个原子最外层电子数为4。
+
+
Si
Ge
第3页/共50页
共价键
本征半导体
本征半导体中,每个原子与相邻的四个原子结合。
共价键:每个原子的外层一个价电子与另一原子的一个价电子组成一个电子对,这电子对叫共价键。
这对价电子是由相邻两个原子共有,把相邻原子结合在一起,构成共价键结构。
第4页/共50页
共价键价电子
共价键
价电子
自由电子和空穴同时产生
本征半导体
获取能量
自由电子
升温和光照
外加电压
电子电流
离开
剩空穴
原子带正电
吸引相邻原子价电子填补空穴
好像空穴在运动（正电荷）
外加电压
空穴电流
与金属导电的区别
硅原子
自由电子
第5页/共50页
硅原子
载流子:自由电子和空穴都称为载流子。
共价键
价电子
本征半导体
半导体中的自由电子和空穴总是成对出现,同时又不断进行复合。在一定温度下,载流子的产生与复合会达到动态平衡, 载流子便维持一定数目。
半导体两端加外电压时,半导体中出现两部分电流：
一是自由电子作定向运动所形成的电子电流；
一是被原子核束缚价电子填补空穴所形成的空穴电流。
温度愈高,载流子数目就愈多,导电性能就愈好—温度对半导体器件性能影响很大。
第6页/共50页
N型半导体和P型半导体
在常温下,本征半导体的载流子数量极少,其导电能力相当低。
如在半导体中掺入微量杂质元素,将得到掺杂半导体,而掺杂半导体的导电能力将大大提高。
由于掺入杂质元素的不同,掺杂半导体可分为两大类——N型半导体和P型半导体。
在本征半导体中掺入微量磷(或五价元素),不改变原子的晶体结构,只是某些位置的硅原子被磷原子取代,磷原子与周围四个硅原子形成共价键后,磷原子的外层电子数将是9,比稳定结构多一个价电子。
第7页/共50页
1. N型半导体
P
+
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
P
Si
Si