电路与电子技术第4章半导体器件.pptxVIP

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

半导体基础知识

自然界的物体根据其导电能力(电阻率)的不同，可划分为导体、绝缘体和半导体。

u半导体（Semiconductor）

导电性能介于导体与绝缘体之间

典型的半导体有硅Si、锗Ge以及砷化镓(GaAs)等。

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构

共价键中的两个电子，称为价电子。

完全纯净的半导体，称为本征半导体。

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

Si

Si

Si

价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱共价键的束缚，成为自由电子（带负电），同时留下一个空位，称为空穴（带正电）。

这一现象称为本征激发。

温度愈高，晶体中产生的自由电子和空穴便愈多。

Si

在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

Si

Si

当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流

(1)自由电子作定向运动→电子电流

(2)价电子递补空穴→空穴电流可以自由移动的带电粒子

自由电子和空穴都称为载流子。

注意：

(1)本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；

(2)温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。

所以，温度对半导体器件性能影响很大。

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

N型半导体

掺入五价元素

掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为N型半导体。

2杂质半导体

在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。

SiSi

p+

Si

在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

多余电子

掺入三价元素

掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为P型半导体。

在P型半导体中空穴是多

子，自由电子是少子。

SiSi

.

Si

硼原子

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

空穴

B

1、N型半导体中电子是多子，主要是由掺杂引起，

空穴是少子，由本征激发产生.

2、P型半导体中空穴是多子，电子是少子。

3、不管掺杂的是P型半导体还是N型半导体，其中载

流子的数量远远多于本征半导体，因而杂质半导体的

导电能力比本征半导体强。

小结

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

------

------

------

------

++

O

++

++

++

杂质半导体的示意表示法

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

N型半导体

P型半导体

+

+++

+

+++

+

+

++

+

+

+

+

3.当温度升高时，少子的数量c

（a.减少、b.不变、c.增多）。

4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流

主要是b，N型半导体中的电流主要是a。

（a.电子电流、b.空穴电流）

1.在杂质半导体中多子的数量主要取决于a

（a.掺杂浓度、b.温度）有关。

2.在杂质半导体中少子的数量主要取决于b

（a.掺杂浓度、b.温度）有关。

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

PN结

少子的漂移运动

内电场N型半导体

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

++++

+

+

+

+

++++++++++++++++

扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。

空间电荷区就是

PN结

-

-

-

浓度差

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

1.PN结的形成

形成空间电荷区

多子的扩散运动

P型半导体

-

-

-

-

-

-

-

-

-

因浓度差

↓

多子的扩散运动→由杂质离子形成空间电荷区

↓

空间电荷区形成内电场

↓↓

内电场促使少子漂移内电场阻止多子扩散

PN结的形成

在N型半导体和P型半导体的结合面上形成如下物理过程:

最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡

空间电荷区的厚度固定不变形成PN结

总目录

章目录

返回

上一页

下一页

(1)PN结加正向电压（正向偏置）VPVN

PN