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1、1.1半導體基礎知識1.2半導體二極管1.3雙極型三極管1.4場效應管返回首頁1.1半導體基礎知識1.1.1半導體的導電特性1.1.2半導體的種類及其內部結構返回1.1.3PN結3、摻雜特性：在純凈的半導體材料中，摻雜微量雜質，其導電能力大大增強。（可增加幾十萬至幾百萬倍）1.1.1半導體的導電特性1、熱敏性：半導體受熱時，其導電能力增強。利用這種特性，有些對溫度反應特別靈敏的半導體可做成熱電傳感器2、光敏性：半導體光照時，其導電能力增強。利用這種特性，有些對光特別敏感的半導體可做成各種光敏元件。返回1.1
2、.2半導體的種類及其內部結構：1.種類半導體P型半導體(空穴型）雜質半導體N型半導體（電子型）本征半導體價電子：最外層的電子受原子核的束縛最小，最為活躍，故稱之為價電子。 最外層有幾個價電子就叫幾價元素，半導體材料硅和鍺都是四價元素。常用半導體材料硅和鍺的原子結構本征半導體——對半導體提純，使之成為單晶體結構。這種純凈的晶體叫本征半導體。晶體管就是由此而來的。2.半導體的內部結構及導電方式：SiSiSiSiSiSi共價鍵結構—每個價電子為兩個相鄰原子核所共有。l內部結構：本征激發(fā)——價電子獲得一定的能量后掙
3、脫共價鍵的束縛成為自由電子的現(xiàn)象叫本征激發(fā)。SiSiSiSiSiSi自由電子——當溫度升高時，一些價電子獲得一定的能量后，掙脫共價鍵的束縛，成為自由電子?？昭?留下的空位自由電子數(shù)=空穴數(shù)自由電子和空穴統(tǒng)稱為載流子本征半導體的特點l導電方式SiSiSiSiSiSi電子電流空穴電流共價健中的價電子在外電場的力的作用下掙脫共價鍵的束縛，沿與外電場方向相反方向填補空穴，就好像空穴沿與外電場方向相同的方向作定向運動，形成電流，這個電流稱為空穴電流。外電場所以，本征半導體中有兩種電流：電子電流和空穴電流，他們的方向一
4、致，總電流為電子電流與空穴電流之和。在半導體上加電場時本征半導體中電流的大小取決于自由電子和空穴的數(shù)量，數(shù)量越多，電流越大。即本征半導體的導電能力與載流子的數(shù)量有關，而當光照和加熱時，載流子的數(shù)量都會增加，這就說明了光敏性和熱敏性。動畫1-1本征半導體中的自由電子和空穴動畫1-2空穴的運動——在本征半導體中摻入五價雜質元素，例如磷，可形成N型半導體,也稱電子型半導體。3雜質半導體：N型半導體（電子型半導體）SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiP熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子摻雜磷產(chǎn)生的自由電子摻雜磷產(chǎn)生的自由
5、電子數(shù)〉〉熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子數(shù)N型半導體中自由電子數(shù)〉〉空穴數(shù)自由電子為N型半導體的多數(shù)載流子（簡稱多），空穴為N型半導體的少數(shù)載流子（簡稱少子）因五價雜質原子中四個價電子與周圍四個半導體原子中的價電子形成共價鍵，多余的一個價電子因無共價鍵束縛而很容易形成自由電子。N型半導體簡化圖SiSiSiSiSiP空間電荷多子SiSiSiSiSiBlP型半導體：往本征半導體中摻雜三價雜質硼形成的雜質半導體,P型半導體中空穴是多數(shù)載流子，主要由摻雜形成；電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。空穴很容易俘獲電子，使雜質原子成為
6、負離子。因而也稱為受主雜質。SiSiSiSiSiB熱激發(fā)產(chǎn)生的空穴摻雜磷產(chǎn)生的空穴自由電子為P型半導體的少數(shù)載流子，空穴為P型半導體的多數(shù)載流子摻雜硼產(chǎn)生的空穴數(shù)>>熱激發(fā)產(chǎn)生的空穴數(shù)P型半導體中空穴數(shù)>>自由電子數(shù)P型半導體簡化圖SiSiSiSiSiB摻入雜質對本征半導體的導電性有很大的影響。一些典型的數(shù)據(jù)如下:T=300K室溫下,本征硅的電子和空穴濃度:n=p=1.4×1010/cm3摻雜后N型半導體中的自由電子濃度:n=5×1016/cm3本征硅的原子濃度:4.96×1022/cm3以上三個濃度基本上
7、依次相差106/cm34雜質對半導體導電性的影響返回在一塊本征半導體在兩側通過擴散不同的雜質,分別形成N型半導體和P型半導體。此時將在N型半導體和P型半導體的結合面上形成如下物理過程:PN++++++內電場PN++++++1.1.3PN結1PN結的形成因濃度差多子產(chǎn)生擴散運動(P?N)形成空間電荷區(qū)(N?P)形成內電場(N?P)阻止多子擴散促使少子漂移（N?P）動態(tài)平衡動畫1-3PN節(jié)的形成２PN結的特性——單向導電性當外加電壓時，PN結就會顯示單向導電性單向導電性：PN結加反向電壓時，截止。規(guī)定：P區(qū)接電
8、源正，N區(qū)接電源負為PN結加正向電壓N區(qū)接電源正，P區(qū)接電源負為PN結加反向電壓PN結加正向電壓時，導通。PN++++++(1)PN結加正向電壓時的導電情況PN結加正向電壓時，外加的正向電壓有一部分降落在PN結區(qū)，方向與PN結內電場方向相反，削弱了內電場。于是,內電場對多子擴散運動的阻礙減弱，擴散電流加大。擴散電流遠大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響，PN結呈現(xiàn)低阻性。其理想模型：開關閉合內電場外電場動畫1-4P
