文档介绍：第一章 半导体器件基础
半导体的基本知识
半导体二极管
半导体三极管
BJT模型
场效应管
模拟电子技术基础第1章
半导体的基本知识
在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。
典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。
硅原子
锗原子
硅和锗最外层轨道上的四个电子称为价电子。
模拟电子技术基础第1章
本征半导体的共价键结构
束缚电子
在绝对温度T=0K时，所有的价电子都被共价键紧紧束缚在共价键中，不会成为自由电子，因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。
一. 本征半导体
本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。
%，常称为“九个9”。
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这一现象称为本征激发，也称热激发。
当温度升高或受到光的照射时，束缚电子能量增高，有的电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。
自由电子
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
空穴
自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，称为空穴。
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可见本征激发同时产生电子空穴对。
外加能量越高（温度越高），产生的电子空穴对越多。
动画演示
与本征激发相反的现象——复合
在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达到动态平衡。电子空穴对的浓度一定。
常温300K时：
电子空穴对的浓度
硅：
锗：
自由电子
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
空穴
电子空穴对
模拟电子技术基础第1章
自由电子 带负电荷 电子流
动画演示
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
+4
自由电子
E
＋
－
＋总电流
载流子
空穴 带正电荷 空穴流
本征半导体的导电性取决于外加能量：
温度变化，导电性变化；光照变化，导电性变化。
导电机制
模拟电子技术基础第1章
二. 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体称为杂质半导体。
1. N型半导体
在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，***等，称为N型半导体。
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N型半导体
多余电子
磷原子
硅原子
多数载流子——自由电子
少数载流子—— 空穴
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
N型半导体
施主离子
自由电子
电子空穴对
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在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
空穴
硼原子
硅原子
多数载流子—— 空穴
少数载流子——自由电子
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
P型半导体
受主离子
空穴
电子空穴对
2. P型半导体
模拟电子技术基础第1章
杂质半导体的示意图
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
N型半导体
多子—电子
少子—空穴
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
P型半导体
多子—空穴
少子—电子
少子浓度——与温度有关
多子浓度——与温度无关
模拟电子技术基础第1章