电子线路-第二讲_VW2007 (Final).pdf

电子学基础 兰州大学 核科学与技术学院 蒙萱 (mengxuan@lzu.edu.cn) QQ: 1165829556 (1) 第二讲 ：基本半导体器件 二极管电路 讲授内容： (0) 杂质半导体 (1) PN结 (2) 二极管 (3) 简单二极管电路 (2) 半导体器件 半导体器件是电子线路的重要组成部分 半导体二极管 双极性晶体管(三极管) PN 结 场效应管 半导体材料: (硅(Si) ，锗(Ge)) PN 结 下面以硅(Si)为例来讲述！ (3) §1.1 半导体的导电特性 1.1.1 导体、半导体和绝缘体 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 元素对最外层的电子束缚能力很弱，很容易 产生定向移动，形成电流。一般都是导体。 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如惰 性气体、橡皮、陶瓷、塑料和石英等。 半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间。如锗、 硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 (4) 1.1.2 本征半导体 一、本征半导体的结构特点 现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们 的最外层电子（价电子）都是四个。 Si Ge 制造半导体器件的材料纯度要求很高。它在物 理结构上呈单晶体形态。 (5) 本征半导体：完全纯净的、具有晶体结构的 半导体。如硅、锗单晶体。 在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点 阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原 子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间 形成共价键，共用一对价电子。 硅的晶体结构： 共价键 —相邻原子共有价电子所形成的束缚。 (6) 硅的共价键结构 共价键共 +4 +4 用电子对 +4表示除 去价电子 后的原子 +4 +4 共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为 束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自 由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以 本征半导体的导电能力很弱。 (7) 二、本征半导体的导电特性 1.载流子、自由电子和空穴 在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电