2-1半导体基础知识.PPT

* §2-1 半导体基础知识 学习要点： P、N型半导体的形成及特性 PN结的单向导电性 第二章 常用电子器件 半导体基础知识 2-1-1 半导体主要特性 2-1-2 N、P型半导体 2-1-3 PN结的导电性 退出 2-1-1 半导体主要特性 物质分类—— 1）导体：如金、银、铜等金属 2） 绝缘体：如橡胶、干木材、陶瓷等 3）半导体：如硅（Si）、锗（Ge）、 砷化镓（GaAs）等 半导体特性—— 1）掺杂效应：加入杂质可改变导电率 2） 热敏效应：温度变化可改变导电率（优点是—制成 “热敏电阻”，缺点是—元器件热稳定性差） 3）光电效应：光照时可改变导电率，且产生电动势， 构成光电管、光电池等 本征半导体——不含杂质的纯净半导体 半导体结构特点——最外层电子成“共价键”结构 本征半导体特性——有“电子-空穴对”形成，数目少，导电性差 两个名词：复合—电子填充空穴，使“电子-空穴对”减少； 激发—产生“电子-空穴对” 例.半导体硅（Si）为4价，其内部共价键结构如图 特点—— 1）常温下→“电子-空穴对”数目少→导电性差。 2）温度升高→电子热运动加强→摆脱原子核束缚能力加 强→“电子-空穴对”数目增加→导电能力变强 但“电子-空穴对” 数目依然不多，导电性远未达到要求，需要继续改进。 2-1-2 N、P型半导体 1. N型——在本征半导体中掺入5价原子（如磷） 内部载流子：自由电子空穴 ↙ ↘ 多子 少子 N型半导体特点：多子为电子、少子为空穴 2.P型——在本征半导体中掺入3价原子（如硼） 内部载流子特点：空穴 自由电子 ↙ ↘ 多子 少子 P型半导体特点：多子为空穴、少子为电子 2-1-3 PN结的导电性 总结：本征半导体掺杂后，可使载流子数目大幅度增加，导电 性增强，且掺入不同杂质，分别形成P型、N型半导体。 1. PN结的形成 空间电荷区——称“内电场”或 “耗尽层”或“阻挡层”又或“PN结” 注意：内电场的方向是由N→P，它阻碍 多子的扩散运动，即阻 碍电流的形成，也就是不利于导电。 2.PN结的单向导电性 1）外加正向电压——外电场克服内电场使阻挡层变薄而导电。 注：（1）外电场有助于多子运动，内电场有助于少子运动 （2）外加正电压指——P端接+、N端接- （3）常称P端为“正极”、N端为“负极” 2）外加反向电压——外电场与内电场同方向，阻挡层因变厚 而无法导电 注：外加反电压指——P端接-、N端接+