文档介绍：该【半导体基本器件 】是由【niuww】上传分享，文档一共【52】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【半导体基本器件 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。半导体基本器件
第1页/共52页
2
半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,如硅(Si),锗(Ge)。
硅和锗的原子结构模型
(a)硅原子(b)锗原子简化模型
硅和锗都是四价元素,原子的最外层轨道上有四个
价电子。
第2页/共52页
3
(纯净的半导体晶体)
硅和锗的晶体结构
(a)点阵结构(b)共价键结构
点阵结构:每个原子周围有四个相邻的原子,原子之间通过共价键紧密结合在一起。原子最外层的价电子不仅围绕…两个相邻原子共用一对电子
第3页/共52页
4
热激发产生自由电子和空穴
室温下,由于热运动少数价电子挣脱共价键的束缚
成为自由电子,同时在共价键中留下一个空位这个空位称为“空穴”。失去价电子的原子成为正离子,就好象空穴带正电荷一样。
在电子技术中,将空穴看成带正电荷的载流子。
第4页/共52页
5
空穴运动
有了空穴,邻近共价键中的价电子很容易过来填补
这个空穴,这样空穴便转移到邻近共价键中。新的空穴又会被邻近的价电子填补。带负电荷的价电子依次填补空穴的运动,从效果上看,相当于带正电荷的空穴作相反方向的运动。
(与自由电子的运动不同)
第5页/共52页
6
结论:
本征半导体中有两种载流子:
①带负电荷的自由电子②带正电荷的空穴热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的,电子和空穴又可能重新结合而成对消失,称为“复合”。在一定温度下自由电子和空穴维持一定的浓度。
第6页/共52页
7
N型和P型半导体
(1)N型半导体
在硅晶体中掺入五价元素磷,磷原子的五个价电子有四个…多出的一个电子不受共价键的束缚,室温下很
容易成为自由电子。磷原子失去一个电子成为正离子(在晶体中不能移动)每个磷原子都提供一个自由电子,自由电子数目大大增加,远远超过空穴数。这种半导体主要依靠电子导电,称为电子型或N型半导体。
第7页/共52页
8
N型半导体的特点:
自由电子
空穴
多数载流子(简称多子)
少数载流子(简称少子)
只要掺入极少量的杂质元素(1/106),多子的浓度将比本征半导体载流子浓度增加近106倍。
掺入的杂质元素的浓度越高,多数载流子的数量越多。
第8页/共52页
9
(2)P型半导体
在硅晶体中掺入三价元素硼,硼原子与相邻的四个硅原子…由于缺少一个价电子而产生一个空位,这个空位很容易被邻近共价键中的价电子填补。硼原子
得到一个电子成为负离子(在晶体中不能移动),失去价电子的共价键中出现一个空穴,每个硼原子都产生一个空穴,空穴数目大大增加,远远超过自由电子数。这种半导体主要依靠空穴导电,称为空穴型或P型半导体
第9页/共52页
10
P型半导体的特点:
空穴
自由电子
多数载流子(简称多子)
少数载流子(简称少子)
掺入的杂质元素的浓度越高,多数载流子的数量越多。
少数载流子是热激发而产生的,其数量的多少决定于温度。
第10页/共52页