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第六章 常用半导体器件及应用 1. 半导体特性 2. 半导体 硅和锗的共价键结构 基本概念练习： 6.3 PN结的形成及特性 3. 二极管的参数 4.二极管基本电路及其分析方法 （2）特殊二极管 —— 稳压二极管 举例 导体、半导体和绝缘体 导体：很容易导电的物质称为导体，如：金属 。 绝缘体：几乎不导电的物质称为绝缘体，如：橡皮、陶瓷、塑料和石英。 半导体： 导电特性处于导体和绝缘体之间的物质，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 半导体的基本知识 (热敏电阻)。 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显 改变。 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化。 (光敏电阻)。 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强。 共价键共 用电子对 （束缚电子） +4 +4 +4 +4 +4表示除去最外层电子后的原子 在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。（本征激发） 1. 载流子：(电荷的载体) +4 +4 +4 +4 自由电子 空穴 束缚电子 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。 6.1 本征半导体 2. 导电机理 +4 +4 +4 +4 * 空穴吸引附近的电子来填补, 相当于空穴的迁移，空穴带正电荷，空穴子移动形成空穴电流。 * 电子带负电荷，电子移动形成电子电流。 * 温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强 * 自由电子与空穴的数目是相等的，成对存在。 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。 P 型半导体 N 型半导体 6.2 杂质半导体 +4 +4 +5 +4 多余 电子 磷原子 载流子： 1、由杂质原子提供的电子，浓度与施主原子相同。 2、本征半导体中成对产生的电子和空穴。 掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。 一、N 型半导体 在本征半导体中掺入少量的五价元素磷（或锑）。 二、P 型半导体 在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如 硼 +4 +4 +3 +4 空穴 硼原子 P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。 三、杂质半导体的示意表示法 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － P 型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + N 型半导体 杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。 1. 在杂质半导体中多子的数量与 （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与 （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 3. 当温度升高时，少子的数量 （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。 a b c 4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流 主要是 ，N 型半导体中的电流主要是 。 （a. 电子电流、b.空穴电流） b a 一、PN结的形成 多子的扩散运动 内电场 少子的漂移运动 浓度差 P 型半导体 N 型半导体 内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。 扩散的结果使空间电荷区变宽。 空间电荷区也称 PN 结 扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。 － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + － － － － － － － － 形成空间电荷区 二、PN结的单向导电性 1. PN 结加正向电压（正向偏置） PN 结变窄 P接正、N接负 外电场 IF 内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。 PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。 内电场 P N － － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + – PN 结变宽 2. PN 结加反向电压（反向偏置） 外电场 内电场被加强，少子的漂移加强，由于少子数量很