第1章 常用半導(dǎo)體器件課件.ppt

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1、1.2半導(dǎo)體二極管1.3雙極型晶體管1.4場(chǎng)效應(yīng)管1.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)第1章常用半導(dǎo)體器件重點(diǎn)掌握基本概念及器件的外特性引入：物體分類根據(jù)物體的導(dǎo)電性，可將物體分為：導(dǎo)體：低價(jià)元素，導(dǎo)電絕緣體：高價(jià)元素或高分子元素，不導(dǎo)電半導(dǎo)體：四價(jià)元素，導(dǎo)電能力介于以上二者之間1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性熱敏性光敏性摻雜性掌握半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性GeSi現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。一、本征半導(dǎo)體1、定義：化學(xué)成分完全純凈的半導(dǎo)體制成單晶體結(jié)構(gòu)。2、共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4+4+4+4+4表示除去價(jià)電子后的原

2、子硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性3、理解本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理溫度為0K時(shí)，無(wú)自由電子，不導(dǎo)電常溫300K時(shí)，少數(shù)自由電子本征激發(fā)+4+4+4+4本征半導(dǎo)體中有兩種載流子：自由電子和空穴，二者總是成對(duì)出現(xiàn)溫度越高，載流子的濃度越高，本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)載流子的產(chǎn)生與復(fù)合－－動(dòng)態(tài)平衡－－溫度一定，濃度一定1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性二、雜質(zhì)半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體特點(diǎn)？1、電子濃度=空穴濃度；2、載流子少，導(dǎo)電性差，溫度穩(wěn)定性差！(1)N型半導(dǎo)體(2)P型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入微量元素－－雜質(zhì)半導(dǎo)體1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性(1)N型半導(dǎo)體摻雜

3、：摻入少量五價(jià)雜質(zhì)元素（如：磷）+4+4+5+4多余電子磷原子特點(diǎn)：多數(shù)載流子：自由電子（主要由雜質(zhì)原子提供）少數(shù)載流子：空穴（由本征激發(fā)形成）(2）P型半導(dǎo)體（空穴型半導(dǎo)體）摻雜：摻入少量三價(jià)雜質(zhì)元素（如：硼）特點(diǎn)：多子：空穴（主要由雜質(zhì)原子提供）少子：自由電子（由熱激發(fā)形成）+4+4+3+4雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體無(wú)論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對(duì)外不顯電性。bc4.在外加電壓的作用下，P型半導(dǎo)體中的電流主要是，N型半導(dǎo)體

4、中的電流主要是。（a.電子電流、b.空穴電流）ba(3)雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響1.雜質(zhì)半導(dǎo)體中的移動(dòng)能形成電流。（a.多子、b.少子）2.摻入雜質(zhì)越多，多子濃度越，少子濃度越。（a.高、b.低、c.不變）3.當(dāng)溫度升高時(shí)，多子的數(shù)量，少子的數(shù)量。（a.減少、b.基本不變、c.增多）abba影響很大起導(dǎo)電作用的主要是多子。多子的數(shù)量主要與雜質(zhì)濃度有關(guān)，近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等，受溫度影響小。少子濃度對(duì)溫度敏感，影響半導(dǎo)體性能。(3)雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響小結(jié)1、半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與、和有關(guān)。2、在一定溫度下，本征半導(dǎo)體因而產(chǎn)生，故其有一

5、定的導(dǎo)電能力。3、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由決定；雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由決定。4、P型半導(dǎo)體中是多子，是少子。N型半導(dǎo)體中是多子，是少子。本征激發(fā)自由電子和空穴對(duì)溫度摻雜濃度空穴自由電子自由電子空穴溫度光強(qiáng)雜質(zhì)濃度P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)加寬，使內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)。內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)，也叫耗盡層。漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

6、－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E當(dāng)擴(kuò)散和漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，空間電荷區(qū)的寬度基本不變。擴(kuò)散電流與漂移電流大小相等方向相反。三、PN結(jié)1、了解PN結(jié)的形成濃度差?多子擴(kuò)散?空間電荷區(qū)(雜質(zhì)離子)?內(nèi)　　電　　場(chǎng)?促使少子漂移?阻止多子擴(kuò)散PN結(jié)的實(shí)質(zhì)：PN結(jié)=空間電荷區(qū)=耗盡層1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性三、PN結(jié)2、掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)PN結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN結(jié)變窄P接正、N接負(fù)外電場(chǎng)I內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流。PN結(jié)加正向電壓時(shí)，正向電流較大，PN結(jié)導(dǎo)通。內(nèi)電

7、場(chǎng)PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–RI(2)PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng)P接負(fù)、N接正內(nèi)電場(chǎng)PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+2、掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)變寬外電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。ISP接負(fù)、N接正溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流將隨溫度增加。–+PN結(jié)加反向電壓時(shí)，PN結(jié)變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－

8、－－++++++－－－正向?qū)?，反向截?、掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦?2)PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）IS3.了解PN結(jié)的電流方程其中IS——反向飽和電流UT——溫度的電壓當(dāng)量在常溫下（T=30