补充-半导体器件基础-课堂1.pptVIP

1电路与电子线路根底补充半导体器件根底1.1半导体根底知识1.2半导体二极管1.3双极型晶体管1.4场效应管

电路与电子线路根底电路局部21.1半导体根底知识1.1.1本征半导体纯洁的具有晶体结构的半导体导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。一、导体、半导体和绝缘体

电路与电子线路根底电路局部3+4+4+4+4+4+4+4+4+4完全纯洁的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体称为本征半导体将硅或锗材料提纯便形成单晶体，它的原子结构为共价键结构。价电子共价键图本征半导体结构示意图二、本征半导体的晶体结构当温度T=0K时，半导体不导电，如同绝缘体。

电路与电子线路根底电路局部4+4+4+4+4+4+4+4+4+4图本征半导体中的自由电子和空穴自由电子空穴假设T?，将有少数价电子克服共价键的束缚成为自由电子，在原来的共价键中留下一个空位——空穴。T?自由电子和空穴使本征半导体具有导电能力，但很微弱。空穴可看成带正电的载流子。三、本征半导体中的两种载流子

电路与电子线路根底电路局部5四、本征半导体中载流子的浓度在一定温度下本征半导体中载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。本征半导体中载流子的浓度公式：T=300K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:n=p=1.43×1010/cm3本征锗的电子和空穴浓度:n=p=2.38×1013/cm3本征激发复合动态平衡其中，K1为与半导体材料有关的常数；T为热力学温度〔K〕，k为玻耳兹曼常数〔8.63×10-5eV/K〕；EGO为热力学零度时破坏共价键所需能量。

电路与电子线路根底电路局部61.半导体中两种载流子带负电的自由电子带正电的空穴2.本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，称为电子-空穴对。3.本征半导体中自由电子和空穴的浓度用ni和pi表示，显然ni=pi。4.由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动会到达平衡，载流子的浓度就一定了。5.载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升高，根本按指数规律增加。本征半导体特性：

电路与电子线路根底电路局部7杂质半导体杂质半导体有两种N型半导体P型半导体一、N型半导体(Negative)在硅或锗的晶体中掺入少量的5价杂质元素，如磷、锑、砷等，即构成N型半导体(或称电子型半导体)。常用的5价杂质元素有磷、锑、砷等。

电路与电子线路根底电路局部8本征半导体掺入5价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有5个价电子，其中4个与硅构成共价键，多余一个电子只受自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。自由电子浓度远大于空穴的浓度，即np。电子称为多数载流子(简称多子)，空穴称为少数载流子(简称少子)。5价杂质原子称为施主原子。

电路与电子线路根底电路局部9+4+4+4+4+4+4+4+4+4+5自由电子施主原子图1.1.3N型半导体

电路与电子线路根底电路局部10二、P型半导体+4+4+4+4+4+4+4+4+4在硅或锗的晶体中掺入少量的3价杂质元素，如硼、镓、铟等，即构成P型半导体。+3空穴浓度多于电子浓度，即pn。空穴为多数载流子，电子为少数载流子。3价杂质原子称为受主原子。受主原子空穴图P型半导体

电路与电子线路根底电路局部11说明：1.掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决定少数载流子的浓度。3.杂质半导体总体上保持电中性。4.杂质半导体的表示方法如以下图所示。2.杂质半导体载流子的数目远远高于本征半导体，因而其导电能力大大改善。