半导体的导电结构（四）P-N结（五）半导体的其他特性和.ppt

●两点说明： （1）受主能级中的空穴并不参与导电，参与导电的是：满价能带中电子跃迁到受主能级后遗留下的空穴。 （2）同样，在P型半电体中也有两种载流子，但主要是空穴载流子。 3. n型化合物半导体 例如，化合物GaAs中掺Ｔｅ（碲），六价的Te替代五价的As可形成施主能级，成为n型GaAs杂质半导体． 4.ｐ型化合物半导体 例如，化合物 GaAs中掺Zn，二价的Zn替代三价的Ga可形成受主能级，成为p型GaAs杂质半导体． （四） Ｐ-Ｎ结 一、Ｐ-Ｎ结的形成 如果把P型 半导体和N型 半导体相接触，那么在接触的边界区就会形成一种特殊电结构，即P——N结。 ◆由于P型半导体中空穴载流子的浓度远大于电子载流子，而N型半导体中电子载流子的浓度远大于空穴载流子，因此当它们相接触时，在接触边界两边的载流子的浓度差就特别大。 Ｎ区的电子向Ｐ区扩散，Ｐ区的空穴向Ｎ区扩散。在扩散前，N，P型 半导体都是电中性。因此扩散的结果，在P型半导体和Ｎ型半导体的交界面附近的两侧就出现了正，负电荷的堆积，即在交界处形成了一个电偶层，其厚度约为10-7m（即大约1000个原子的厚度），这就是P——N结。 内建场大到一定程度,不再有净电荷的流动，达到了新的动态平衡． P-N结 n型 p型 内建场阻止电子 和空穴进一步扩散， 记作 ． 在P——N结中有一个由N指向P的附加电场，称为内建场，又称阻挡层。 1、 P-N结处存在电势差Uo，P型 一侧较低，N型 一侧较高，形成一个势垒。 也阻止右边 N区 带负电的电子进 一步向左扩散． 它阻止左边 P区 带正电的空穴进 一步向右扩散； U0 电子能级 电势曲线 电子电势能曲线 P-N结 二、P——N结能带的弯曲现象． 考虑到P-Ｎ结的存在，半导体中电子的能量应考虑进这电势差U0带来的电子附加势能-eU0. P型 一侧电势较低，这样在P型 导带中的电子要比在N型 导带中的电子的电势能较高，其能量的差值即为eU0. U0 电子能级 电势曲线 电子电势能曲线 P-N结 2、P——N结能带的弯曲现象 于是在P—N结的能带就发生了弯曲。 三. Ｐ-Ｎ结的单向导电性 １. 正向偏压 在Ｐ-Ｎ结的p型区接电源正极，叫正向偏压. 阻挡层势垒被削弱、变窄，有利于空穴向N区运动，电子向P区运动， 形成正向电流（mＡ级）． p型 n型 I 外加正向电压越大， 正向电流也越大， 而且是呈非线性的 伏安特性. V （伏） ３０ ２０ １０ （毫安） 正向 0 0.2 1.0 ２. 反向偏压 在Ｐ-Ｎ结的ｐ型区接电源负极,叫反向偏压. 阻挡层势垒增大、变宽，不利于空穴向Ｎ区运动，也不利于电子向P区运动,没有正向电流.． I p型 n型 * 首 页 上 页 下 页 退 出 * 第十七章 (一) 固体能带结构 前 言 （一）固体的能带 （二）导体和绝缘体 （三）半导体的导电结构 （四）Ｐ-Ｎ 结 （五）半导体的其他特性和应用 首 页 上 页 下 页 退 出 根据固体的结构, 固体材料分为: 前 言 晶体 非晶体 准晶体（ 1984年发现） 食盐、云母、金刚石 玻璃、松香、沥青 Ti--Ni—V 急冷合金中发现的五次对称现象 AI—Mn 准晶体 本节教材中的固体即指晶体 理想晶体的基本特征是：原子排列有规则，具有周期性，长程有序。 非晶体结构不规则，是短程有序。 1、 晶体是由大量分子、原子或离子组成。 晶体的结构和分类 2、晶体的分类 按照结合力的性质晶体可分为四类 大量分子、原子或离子在三维空间的周期性规则排列方式称为固体的点阵结构（晶体点阵）。 ?（1）离子晶体 以离子间的库仑力为结合力，如NaCl ?（2）共价晶体 以共价鍵为结合力，如H2 ?（3）分子晶体 　以范德瓦耳斯鍵（无极分子相互接近时诱发的瞬时电偶极矩）为结合力，如大部分有机物 ?（4）金属晶体 　以共有化价电子与离子实间的库仑力为结合力 二十世纪初，特鲁德和洛仑兹建立的经典的金属自由电子论，能说明金属的导电性，和导热性质，但对有些材料是导体，有些是绝缘体，有些是半导体不能解释。 能带理论是研究固体中电子运动的一个 主要理论 固体的能带理论提出了导电的微观机理，指出了导体和绝缘体的区别，同时也指出有一类固体叫做半导体，其导电性介于导体和绝缘体之间。 一. 电子共有化 在固体中，原子众多，相