2章半导体二极管及基本电路.PDF

22章章 半导体二极管及基本电路半导体二极管及基本电路 半导体的基本知识 PN结的形成及特性 半导体二极管 ★★二极管基本电路分析二极管基本电路分析 特殊二极管特殊二极管 半导体的基本知识半导体的基本知识 半导体的基本知识半导体的基本知识 根据物体导电能力(电阻率)的不同，划分为 导体:金属元素较多,低价元素; 绝缘体绝缘体:惰性气体惰性气体,橡胶橡胶 ;稳固结构稳固结构; 半导体:电阻率为10-3 9 ～10 Ω⋅cm 。典型的 有硅Si和锗Ge 以及砷化镓GaAs等。 电导率—与材料单位体积中所含载流子数有关， 载流子浓度越高，电导率越高。 半导体的共价键结构 硅硅和锗锗是四价元素，在原子最外层轨道上的四 个电子称为个电子称为价电子价电子。它们分别与周围的四个原子的它们分别与周围的四个原子的 价电子形成共价键。 原子按原子按一定规律整齐排列定规律整齐排列，形成晶体点阵后形成晶体点阵后， 结构图为： +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 本征半导体、空穴及其导电作用 本征半导体—完全纯净的、结构完整的半导体晶体。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +44 +44 +44 +44 电子空穴对 当温度升高或受到光照射时，价电子能量增高，有的价电子 可以挣脱原子核的束缚而参与导电，成为自由电子——本证 激发。 +4 +4 +4 +4 本征激发 空穴 +44 +44 +44 +44 自由电子 +4+4 +4+4 +4+4 +4+4 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位， 这个空位为空穴。 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电 子空穴对。 本征半导体、空穴及其导电作用 在一定的温度下,自由电子和孔穴的浓度是一样的. 温度越高,浓度越大. 动态平衡 对本征半导体加上外电场? 载流子载流子—可以自由移动的带电粒子可以自由移动的带电粒子。 电导率—与材料单位体积中所含载流子数有关， 载流子浓度越高，电导率越高。 自由电子产生定向移动,空穴? 本征半导体、空穴及其导电作用 空穴的移动空穴的移动————空穴的运动是靠相邻共价键中的价电空穴的运动是靠相邻共价键中的价电 子依次填充空穴来实现的。把空穴看成是带正电的粒 子,也是一种载流子,虚拟出来的。 本征半导体、空穴及其导电作用 导电性能温度紧密相关,相同外电场作用下,温度升高, 电流增大电流增大. 当T=0K和无外界激发时，导体中没有载载流子，不导电。 总体来说导电性能极差。 半导体的特点： 11））