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第5章半导体器件

现代电子学中,用的最多的半导体是硅和锗,它们的最外层电子(价电子)都是四个。
Si
硅原子
Ge
锗原子
§
硅和锗的共价键结构
共价键共
用电子对
+4
+4
+4
+4
+4表示除去价电子后的原子
完全纯净的、结构完整的半导体晶体,称为本征半导体。本征半导体的导电能力很弱。
N型半导体
多余电子
磷原子
硅原子
+
N型硅表示
Si
P
Si
Si
硅或锗+少量磷N型半导体
空穴
P型半导体
硼原子
P型硅表示
Si
Si
Si
B
硅原子
空穴被认为带一个单位的正电荷,并且可以移动
硅或锗+少量硼P型半导体
杂质半导体的示意表示法
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P型半导体
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N型半导体
P型半导体
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N型半导体
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扩散运动
内电场E
漂移运动
空间电荷区
PN结处载流子的运动
扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽,空间电荷区越宽。
漂移运动
P型半导体
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N型半导体
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扩散运动
内电场E
PN结处载流子的运动
内电场越强,就使漂移运动越强,而漂移使空间电荷区变薄。
漂移运动
P型半导体
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N型半导体
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扩散运动
内电场E
PN结处载流子的运动
所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡,相当于两个区之间没有电荷运动,空间电荷区的厚度固定不变。
PN结正向偏置
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-
-
-
+
+
+
+
内电场减弱,使扩散加强,
扩散飘移,正向电流大
空间电荷区变薄
P
N
+
_
正向电流