PN结及单向导电性讲解.ppt

课题：PN结及其单向导电性半导体及其导电机理半导体的导电特性：(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂性：在纯净的半导体中掺入适量杂质，其导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。热敏性：环境温度发生改变时，导电能力显著变化。半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间。半导体及其导电机理完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。SiSiSiSi价电子1.本征半导体常用半导体材料四价元素硅和锗共价健结构SiSiSiSi价电子价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。2.本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。空穴温度愈高，挣脱出来的自由电子数量就越多。自由电子在外电场的作用下，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（相当于正电荷的移动）。半导体及其导电机理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自由电子作定向运动?电子电流价电子递补空穴?空穴电流自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。半导体及其导电机理温度对半导体器件性能影响很大。温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。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，称为电子半导体或N型半导体。掺入五价元素SiSiSiSip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子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。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。杂质半导体N型半导体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，称为空穴半导体或P型半导体。掺入三价元素SiSiSiSi在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。B–硼原子接受一个电子变为负离子空穴无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。杂质半导体N型半导体扩散的结果使空间电荷区变宽。内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。PN结及其单向导电性PN结的形成多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体空间电荷区就是PN结扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度不变。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空间电荷区PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄P接正、N接负外电场IF内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。PN结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–PN结及其单向导电性PN结变宽PN结加反向电压（反向偏置）外电场内电场被加强，少子的漂移加强，由于少子数量很少，形成很小的反向电流。IRP接负、N接正温度越高，少子数目越多，反向电流越大。–+PN结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－PN结及其单向导电性结论：PN结具有单向导电性。