掺杂可以显着提高导电能力原子结构简化模型5图211本征半导体的.PPT

模拟电子技术基础 电子教案 V1.0 模拟电子技术基础 2 半导体二极管及其应用电路 2.1 PN结的基本知识 2.1.1 本征半导体及其导电性 2.1.2 杂质半导体 2.1.3 PN结及其单向导电性 2. PN结的单向导电性 2.1.4 PN结电容 2.2 半导体二极管 2.2.1 二极管的结构 2.2.2 二极管的伏安特性 2.2.3 二极管的主要参数 2.2.4 二极管模型 2.3 二极管应用电路 2.3.1 整流电路 2.3.2 限幅电路 2.3.3 钳位电路 2.4 特殊二极管 2.4.1 稳压二极管 2.4.2 光电二极管 2.4.3 发光二极管 1. 稳压管及其稳压作用 2. 稳压管的主要参数 (1) 稳定电压VZ (2) 稳定电流IZ (3) 动态电阻rZ （a） （b） 图2.4.1 稳压管电路符号与伏安特性（a）电路符号 （b）伏安特性 (4) 额定功耗PZ (5) 稳定电压的温度系数K 2.4 特殊二极管 图2.4.3 光电二极管（a）电路符号 （b）等效电路 （c）特性曲线 2.4 特殊二极管 * * 陈大钦 主编 华中科技大学电信系 第1章 绪论 第2章 半导体二极管及其应用电路 第3章 半导体三极管及其放大电路基础 第4章 多级放大电路及模拟集成电路基础 第5章 信号运算电路 第6章 负反馈放大电路 第7章 信号处理与产生电路 第8章 场效应管及其放大电路 第9章 功率放大电路 第10章 集成运算放大器 第11章 直流电源 2.1 PN结的基本知识 2.2 半导体二极管 2.3 二极管应用电路 2.4 特殊二极管 2.1.1 本征半导体及其导电性 2.1.2 杂质半导体 2.1.3 PN结及其单向导电性 2.1.4 PN结电容 半导体: 导电特性介于导体和绝缘体之间 典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 导电的 重要特点 1、其能力容易受环境因素影响（温度、光照等） 2、掺杂可以显著提高导电能力 原子结构 简化模型 图2.1.1 本征半导体的共价键结构 2.1 PN结的基本知识 1. 本征半导体 — 完全纯净、结构完整的半导体晶体。 在T=0K和无外界激发时，没有载流子，不导电 原子结构 简化模型 温度? 光照 自由电子 空穴 本征激发 空穴 — 共价键中的空位 空穴的移动——空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。 由热激发或光照而产生 自由电子和空穴对。 温度? ? 载流子浓度? ＋ 2.1.1 本征半导体及其导电性 2.1 PN结的基本知识 2. 本征激发 复合－本征激发的逆过程 载流子: 自由移动带电粒子 图2.1.3 N型半导体的共价键结构 2.1 PN结的基本知识 图2.1.4 P型半导体的共价键结构 1. N型半导体 掺入少量的五价元素磷P 2. P型半导体 掺入少量的三价元素硼B 自由电子是多数载流子（简称多子） 空穴是少数载流子（简称少子） 空穴是多数载流子 自由电子为少数载流子。 空间电荷 掺入杂 质对本征半导体的导电性有很大 的影响，一些典型的数据如下: T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度: n = p =1.4×1010/cm3 1 本征硅的原子浓度: 4.96×1022/cm3 3 以上三个浓度基本上依次相差106/cm3 。 2 掺杂后 N 型半导体中的自由电子浓度: n=5×1016/cm3 杂质对半导体导电性的影响 本征半导体、本征激发 本节中的有关概念 自由电子 空穴 N型半导体、施主杂质(5价) P型半导体、受主杂质(3价) 多数载流子、少数载流子 杂质半导体 复合 *半导体导电特点1： 其能力容易受温度、光照等环境因素影响 温度↑→载流子浓度↑→导电能力↑ *半导体导电特点2：掺杂可以显著提高导电能力 1. 浓度差?多子的扩散运动 2. 扩散?空间电荷区?内电场 3. 内电场