文档介绍：------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————模电第一章第1 章常用半导体器件 PN 结极其特性半导体二极管晶体管场效应管内容概述? 常用的半导体器件二极管、晶体管和场效应管讨论二极管、晶体管和场效应管的电路符号、工作原理、特性曲线和主要参数等。? PN 结的形成及特性 半导体物理的基本知识半导体:指导电性能介于导体和绝缘体之间的物质导体半导体绝缘体电阻率ρ(Ω cm ) 10-6~10-410-2~1091010~1020 半导体材料:硅( Si)、锗( Ge )和***化镓( GaAs )等特点:(1 )在外界光和热的刺激下, 其导电能力会增加(即ρ↓) (2 )在半导体中掺入微量杂质,也会使其导电能力会增加(即ρ↓)1 、本征半导体? 晶格: ------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————原子按照一定的间隔排? 本征激发:共价键中的价电子受到激发获得能量,并摆脱共价键的束缚成为“自由电子”,并在原共价键的位置上形成一个“空穴”,这一过程称为本征激发。单晶硅(锗)的共价键结构平面示意图本征激发产生两种载流子——自由电子和空穴? 导体与半导体的区别: 1 )导电介质导体:自由电子; 半导体:自由电子,空穴。 2 )热反应导体:正温度系数;半导体:负温度系数。 2 、杂质半导体?P 型半导体--- 掺入少量的 3 价元素(如硼、铟) ,即形成 P 型半导体。? 受主杂质: 3 价杂质原子能够接纳电子,称为受主杂质。?P型半导体(空穴型半导体)空穴-- 多数载流子自由电子-- 少数载流子 P 型半导体原子结构示意图?N 型半导体--- 掺入少量的 5 价元素, (如磷、***等)即形成 N 型半导体。? 施主杂质:五价杂质原子能够提供自由电子,称为施主杂质。?N 型半导体中(电子型半导体) 多数载流子--- 自由电子少数载流子--- 空穴------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— N 型半导体原子结构示意图? 杂质半导体注意几点: (1 )无论是 P 型半导体还是 N 型半导体,对外均显电中性; (2 )杂质半导体中,多子的浓度由掺杂决定。若在 N 型半导体中再掺入适量的三价元素,可使其转型为 P 型半导体;反之亦然。? PN结 1、 PN 结的形成 PN (a)P(b) ?PN 结的形成(c) ? 形成过程:浓度不同→多子扩散→产生内电场→少子漂移→动态平衡。? 对称结和不对称结( P+N , PN+ )。 2、 PN 结的单向导电性? PN 结外加正向电压的情况 P 扩散运动> 漂移运动 NPN 结外加正向电压------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————? 外加正向电压使PN 结导通 PN 结正偏外电场与内电场方向相反有利于扩散进行扩散> 漂移 PN 结变窄外部电源不断提供电荷产生较大的扩散电流 I正 PN 结正向导通? PN 结外加反向电压的情况 P 漂移运动> 扩散运动 NPN 结外加反向电压? 外加反向电压使 PN 结截止 PN 结反偏外电场与内电场方向相同漂移> 扩散 PN 结变厚有利于漂移进行外部电源不断提供电荷产生较小的反向电流 I反 PN 结反向截止? 总结: 综上所述, PN 结外加正向电压时,外电场削弱内电场,多子扩散占主导地位, 正向电流较大, 并随外加电压的变化有显著变化;PN 结外加反向电压时, 外电场加强内电场, 少子漂移占主导地位, 反向电流极小,且不随外加电压变化。因此, PN 结具有单向导电性。简单地说, PN 结单向导电性就是 PN 结的正向电阻很小, 反向电阻很大。 3、 PN 结的伏安特性?PN 结的电压与电流具有非线性关系