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第三章 半导体器件 §3.1 半导体基础知识 §3.2 半导体二极管 §3.3 晶体三极管 §3.4 场效应管 §3.1 半导体基础知识 一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN 结的形成及其单向导电性 四、PN 结的电容效应 §3.1 半导体基础知识 P101 一、本征半导体 1 、什么是半导体？什么是本征半导体？ 导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电 子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。 绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原 子核的束缚力很强，只在外电场强到相当程度时才可能导电。 半导体－－导电性介于导体与绝缘体之间的物质。 半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原 子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 无杂质 稳定的结构 §3.1 半导体基础知识 2 、本征半导体的结构 共价键 由于热运动，具有足够能量 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的游离使共价键中 留有一个空位置，称为空穴 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 动态平衡 一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定，而且相 等；温度升高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自 由电子与空穴对的浓度加大。 §3.1 半导体基础知识 3 、本征半导体中的两种载流子 运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电，且 运动方向相反。由于载流子数目很 少，故本征半导体导电性很差。 两种载流子 §3.1 半导体基础知识 4 、本征半导体中载流子的浓度 在一定温度下，载流子的浓 度一定，而且自由电子与空穴 对的浓度相等。 环境温度升高，热运动加剧， 载流子浓度近似按指数曲线升 高，导电性增强。 环境温度降低，热运动减弱， 载流子浓度降低，导电性变差。 两种载流子 当热力学温度0K时，载流子 浓度为零，本征半导体不导电。 §3.1 半导体基础知识 二、杂质半导体 1. N型半导体