文档介绍:电工基础-晶体管基础
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7-1. 半导体的导电特性
7-2. 半导体二极管
7-3. 稳压管
7-4. 半导体三极管
第二页,共32页
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。
§ 7-1. 半导体的导电特性
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完全纯净、具有晶体结构的半导体
一、本征半导体
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
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掺杂后自由电子数目大量增加,自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式,称为电子半导体或N型半导体。
掺入五价元素
Si
Si
Si
Si
p+
多余电子
磷原子
在常温下即可变为自由电子
失去一个电子变为正离子
在本征半导体中掺入微量的杂质(某种元素),形成杂质半导体。
在N 型半导体中自由电子是多数载流子,空穴是少数载流子。
二. N型半导体和P型半导体
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三、PN结的形成
P
N
空间电荷区
P区
N区
多数载流子将扩散形成耗尽层;
耗尽了载流子的交界处留下不可移动的离子形成空间电荷区;(内电场)
一块晶片的两边分别为P型半导体和N型半导体。
内电场阻碍了多子的继续扩散。
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多子的扩散运动
内电场
少子的漂移运动
浓度差
P 型半导体
N 型半导体
内电场越强,漂移运动越强,而漂移使空间电荷区变薄。
扩散的结果使空间电荷区变宽。
空间电荷区也称 PN 结
扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡,空间电荷区的厚度固定不变。
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形成空间电荷区
一、PN结的形成
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1. PN 结加正向电压(正向偏置)
PN 结变窄
P接正、N接负
外电场
IF
内电场被削弱,多子的扩散加强,形成较大的扩散电流。
PN 结加正向电压时,PN结变窄,正向电流较大,正向电阻较小,PN结处于导通状态。
内电场
P
N
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