电工技术电子技术-清华-17.pptVIP

电工电子技术 10.4.2 电流放大原理 B E C N N P EB RB Ec 发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 IE 1 进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB ，多数扩散到集电结。 IB B E C N N P EB RB Ec IE 从基区扩散来的电子漂移进入集电结而被收集，形成IC。 IC 2 IC IB 要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。 * 海南风光 第17讲 10.1半导体的基础知识，P型硅，N型硅 10.2 PN结及半导体二极管 10.3 稳压二极管 10.4 半导体三极管 第10章 半导体器件 10.1.1 本征半导体 现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。 Si 硅原子 Ge 锗原子 §10.1 半导体的基本知识 通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。 完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。 在硅和锗晶体中，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。 硅和锗的共价键结构 共价键共 用电子对 +4 +4 +4 +4 +4表示除去价电子后的原子 共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。 形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。 共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。 +4 +4 +4 +4 10.1.2杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。 其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。载流子：电子，空穴 N型半导体（主要载流子为电子，电子半导体） P型半导体（主要载流子为空穴，空穴半导体） N型半导体 在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个与相临的半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子，称为施主原子。 硅或锗 +少量磷? N型半导体 N型半导体 多余电子 磷原子 硅原子 + N型硅表示 Si P Si Si P型半导体 在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相临的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼原子接受电子，所以称为受主原子。 硅或锗 +少量硼? P型半导体 空穴 P型半导体 硼原子 P型硅表示 Si Si Si B 硅原子 空穴被认为带一个单位的正电荷，并且可以移动 杂质半导体的示意表示法 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － P型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + N型半导体 10.2.1 PN 结的形成 在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。 §10.2 PN结及半导体二极管 P型半导体 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 扩散运动 内电场E 漂移运动 空间电荷区 PN结处载流子的运动 扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。 漂移运动 P型半导体 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 扩散运动 内电场E PN结处载流子的运动 内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。 漂移运动 P型半导体 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 扩散运动 内电场E PN结处载流子的运动 所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。 10.2.2 PN结的单向导电性 PN结加上正向电压、正向偏置的意思都是： P区加正、N区加负电压。 PN结加上反向电压、反向偏置的意思都是： P区加负、N