半导体基础知识.pptx

1;自然界中物质按导电能力分为三大类： 导 体 — 容易导电的物质。e.g. Cu, Au, Al 绝缘体 — 不导电的物质。e.g. 塑料、陶瓷 半导体 — 导电能力介于导体和绝缘体之间。 常用的半导体材料有Si、Ge、GaAs等。 ;导电能力的衡量：电阻率ρ or 电导率σ = 1/ρ;物质要导电，其内部必须有运载电荷的粒子。;半导体的共价键结构;半导体的共价键结构图;本征半导体;温度升高后，本征半导体结构图;温度升高后，本征半导体结构图;温度升高后，本征半导体结构图;温度升高后，本征半导体结构图;;外加电场时，带负电的自由电子和带正电的空穴均参与导电，且运动方向相反。由于温度较低时载流子数目很少，故导电性很差。;杂质半导体; P型半导体;杂质半导体的示意表示方法;;杂质对半导体导电性的影响;19;PN结的形成;参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态平衡，就形成了PN结。;随着扩散运动的进行，在界面N区的一侧，随着电子向P区的扩散，杂质变成正离子；;在半导体中还存在少数载流子，内建电场的电场力会对少数载流子产生作用，促使少数载流子产生漂移运动。;PN结导通： 加正向电压 (P +, N -) ;;PN结加正向电压时导通;PN结加正向电压时;PN结加正向电压时;PN结截止： 加反向电压 (N +, P -) ;;PN结加反向电压时;PN结加反向电压时;归纳：;反向击穿：当PN结的反向电压超过反向击穿电压UBR时，反向电流急剧增大，而反向电压值却变化不大，此现象称为PN结的反向击穿。;当反向电压足够高时（一般U 6 V），PN结中内建电场较强，使参加漂移的载流子加速，与中性原子相碰，使其价电子受激发产生新的电子-空穴对，新的电子空穴对又被内建电场加速，进而形成连锁反应，使载流子剧增，反向电流骤增。这种形式的击穿称为雪崩击穿。;对掺杂浓度较高的半导体，PN结的耗尽层很薄，只要加入不大的反向电压（U 4 V），耗尽层即可获得很大的场强，足以将价电子从共价键中拉出来，而获得更多的电子空穴对，使反向电流骤增。;PN结的电容效应;势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。;扩散电容CD;扩散电容CD;总结：;42;半导体二极管;面接触型二??管;二极管伏安特性;硅二极管伏安特性;温度对二极管特性的影响;二极管的主要参数