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半導體器件

學會用工程觀點分析問題，就是根據實際情況，對器件的數學模型和電路的工作條件進行合理的近似，以便用簡便的分析方法獲得具有實際意義的結果。對於元器件，重點放在特性、參數、技術指標和正確使用方法，不要過分追究其內部機理。討論器件的目的在於應用。對電路進行分析計算時，只要能滿足技術指標，就不要過分追究精確的數值。器件是非線性的、特性有分散性、RC的值也有誤差。工程上允許一定的誤差、採用合理估算的方法。

14.1半導體的導電特性半導體的導電特性：(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。摻雜性：往純淨的半導體中摻入某些雜質，導電能力明顯改變(可做成各種不同用途的半導體器件，如二極體、三極管和晶閘管等）。光敏性：當受到光照時，導電能力明顯變化(可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等)。熱敏性：當環境溫度升高時，導電能力顯著增強

14.1.1本征半導體完全純淨的、具有晶體結構的半導體，稱為本征半導體。晶體中原子的排列方式矽單晶中的共價健結構共價健共價鍵中的兩個電子，稱為價電子。SiSiSiSi價電子

SiSiSiSi價電子價電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）後，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負電），同時共價鍵中留下一個空位，稱為空穴（帶正電）。本征半導體的導電機理這一現象稱為本征激發。空穴溫度愈高，晶體中產生的自由電子便愈多。自由電子在外電場的作用下，空穴吸引相鄰原子的價電子來填補，而在該原子中出現一個空穴，其結果相當於空穴的運動（相當於正電荷的移動）。

本征半導體的導電機理當半導體兩端加上外電壓時，在半導體中將出現兩部分電流(1)自由電子作定向運動?電子電流(2)價電子遞補空穴?空穴電流注意：(1)本征半導體中載流子數目極少,其導電性能很差；(2)溫度愈高，載流子的數目愈多,半導體的導電性能也就愈好。所以，溫度對半導體器件性能影響很大。自由電子和空穴都稱為載流子。自由電子和空穴成對地產生的同時，又不斷複合。在一定溫度下，載流子的產生和複合達到動態平衡，半導體中載流子便維持一定的數目。

本征半導體中，自由電子和空穴數量相同，且數量很少。溫度越高，載流子的濃度越高，導電能力越強，故溫度是影響半導體性能的一個重要的外部因素，這是半導體的一大特點。半導體的導電方式自由電子的移動空穴的移動半導體有兩種載流子自由電子空穴

N型半導體摻雜後自由電子數目大量增加，自由電子導電成為這種半導體的主要導電方式，稱為電子半導體或N型半導體。摻入五價元素SiSiSiSip+多餘電子磷原子在常溫下即可變為自由電子失去一個電子變為正離子在本征半導體中摻入微量的雜質（某種元素）,形成雜質半導體。在N型半導體中自由電子是多數載流子，空穴是少數載流子。14.1.1N型半導體和P型半導體

P型半導體摻雜後空穴數目大量增加，空穴導電成為這種半導體的主要導電方式，稱為空穴半導體或P型半導體。摻入三價元素SiSiSiSi在P型半導體中空穴是多數載流子，自由電子是少數載流子。B–硼原子接受一個電子變為負離子空穴無論N型或P型半導體都是中性的，對外不顯電性。

1.在雜質半導體中多子的數量與（a.摻雜濃度、b.溫度）有關。2.在雜質半導體中少子的數量與（a.摻雜濃度、b.溫度）有關。3.當溫度升高時，少子的數量（a.減少、b.不變、c.增多）。abc4.在外加電壓的作用下，P型半導體中的電流主要是，N型半導體中的電流主要是。（a.電子電流、b.空穴電流）ba

14.2PN結及其單向導電性14.2.1PN結的形成多子的擴散運動內電場少子的漂移運動濃度差P型半導體N型半導體內電場越強，漂移運動越強，而漂移使空間電荷區變薄。擴散的結果使空間電荷區變寬。空間電荷區也稱PN結擴散和漂移這一對相反的運動最終達到動態平衡，空間電荷區的厚度固定不變。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空間電荷區

14.2.2PN結的單向導電性1.PN結加正向電壓（正向偏置）PN結變窄P接正、N接負外電場IF內電場被削弱，多子的擴