【2017年整理】1半导体及二极管111.ppt

第一章 半导体器件 半导体的基本知识 PN结及其单向导电性 半导体二极管 稳压管 ★二极管基本电路分析 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 半导体的基本知识 本征半导体、空穴及其导电作用 杂质半导体 根据物体导电能力(电阻率)的不同，划分为导体、绝缘体和半导体。 半导体的电阻率为10-3～109 ??cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 半导体的特点：1）导电能力不同于导体、绝缘体； 2）受外界光和热刺激时电导率发生很大变化——光敏元件、热敏元件； 3）掺进微量杂质，导电能力显著增加——半导体。 半导体的基本知识 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 半导体的共价键结构 硅和锗是四价元素，在原子最外层轨道上的四个电子称为价电子。它们分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。 原子按一定规律整齐排列，形成晶体点阵后，结构图为： +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 返回 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 本征半导体、空穴及其导电作用 本征半导体——完全纯净的、结构完整的半导体晶体。 载流子——可以自由移动的带电粒子。 电导率——与材料单位体积中所含载流子数有关，载流子浓度越高，电导率越高。 返回 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 电子空穴对 当T=0K和无外界激发时，导体中没有载流子，不导电。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子——本证激发。 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，这个空位为空穴。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 自由电子 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。 本征激发 动画1-1 空穴 返回 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 杂质半导体 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 N型半导体（电子型半导体） 在本征半导体中掺入五价的元素(磷、砷、锑 ) 多余电子， 成为自由电子 +5 自由电子 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 返回 +5 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +3 P型半导体（空穴型半导体） 在本征半导体中掺入三价的元素（硼） +3 空穴 空穴 返回 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. N型半导体的多数载流子为电子，少数载流子是空穴； P型半导体的多数载流子为空穴，少数载流子是电子。 例：纯净硅晶体中硅原子数为1022/cm3数量级， 在室温下，载流子浓度为ni=pi=1010数量级， 掺入百万分之一的杂质（1/10-6），即杂质浓度为1022*（1/106）=1016数量级， 则掺杂后载流子浓度为1016+101