半导体与三极管.pptx

第15章半导体二极管和三极管返回

15.1半导体的导电特性15.2PN结15.3半导体二极管15.4稳压管15.5半导体三极管目录

半导体：导电能力介乎于导体和绝缘体之间的物质。（如硅、锗、硒及大多数金属氧化物和硫化物）绝缘体：导电能力很差的物质。物质根据其导电性能分为:导体：导电能力良好的物质。15.1半导体的导电特性

半导体特性：热敏特性、光敏特性、掺杂特性温度升高时，纯净的半导体的导电能力显著增加；纯净的半导体受到光照时，导电能力明显提高；在纯净半导体材料中加入微量的“杂质”元素，它的电导率就会成千上万倍地增长。半导体的导电能力具有独特的性质。

半导体器件的材料：硅（Silicon-Si）：四价元素，硅的原子序数是14，外层有4个电子。锗（Germanium-Ge）：也是四价元素，锗的原子序数是32，外层也是4个电子原子的组成：带正电的原子核；若干个围绕原子核运动的带负电的电子；且整个原子呈电中性。本征半导体就是完全纯净的、具有晶体结构的半导体，半导体。010215.1.1本征半导体

硅的原子结构应用最多的本征半导体为锗和硅，它们各有四个价电子，都是四价元素.

纯净的半导体其所有的原子基本上整齐排列，形成晶体结构，所以半导体也称为晶体——晶体管名称的由来本征半导体晶体结构中的共价健结构SiSiSiSi共价键价电子共价健：由相邻两个原子各拿出一个价电子组成价电子对所构成的联系。

自由电子与空穴共价键中的电子在获得一定能量后（温度升高或受光照），即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电）。同时在共价键中留下一个空穴（带正电）。空穴SiSiSiSi自由电子

热激发与复合现象SiSiSiSi自由电子空穴由于受热或光照产生自由电子和空穴的现象-----热激发（或称为本征激发）自由电子在运动中遇到空穴后，两者同时消失，称为复合现象温度一定时，本征半导体中的自由电子—空穴对的数目基本不变。温度愈高，自由电子—空穴对数目越多。

半导体导电方式当半导体两端加上外电压时，自由电子作定向运动形成电子电流；而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）。在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这是半导体导电方式的最大特点，也是半导体和金属在导电原理上的本质差别。载流子自由电子和空穴因为，温度愈高，载流子数目愈多，导电性能也就愈好，所以，温度对半导体器件性能的影响很大。SiSiSiSi价电子空穴

半导体由于热激发而不断产生电子空穴对，那么，电子空穴对是否会越来越多，电子和空穴浓度是否会越来越大呢？实验表明，在一定的温度下，电子浓度和空穴浓度都保持一个定值。半导体中存在载流子的产生过程载流子的复合过程

半导体中有两种载流子：自由电子和空穴，电子带负电，空穴带正电。1本征半导体中，电子和空穴总是成对地产生。2半导体中，同时存在载流子的产生和复合过程。3综上所述：

本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；1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。2注意：

本征半导体的物理性质：纯净的半导体中掺入微量元素，导电能力显著提高。本征半导体的电导率很小，而且受温度和光照等条件影响甚大，不能直接用来制造半导体器件。掺入的微量元素——“杂质”。掺入了“杂质”的半导体称为“杂质”半导体。1.2N型半导体和P型半导体

N型半导体在硅或锗的晶体中掺入微量的磷（或其它五价元素）。自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。电子型半导体或N型半导体SiSiP+Si多余电子

P型半导体在硅或锗晶体中掺入硼（或其它三价元素）。空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。空穴型半导体或P型半导体。SiSiB-Si空穴

不论N型半导体还是P型半导体，虽然它们都有一种载流子占多数，但是整个晶体仍然是不带电的。

本征半导体中加入五价杂质元素，便形成N型半导体。N型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子，此外还有不参加导电的正离子。01本征半导体中加入三价杂质元素，便形成P型半导体。其中空穴是多数载流子，电子是少数载流子，此外还有不参加导电的负离子。02杂质半导体中，多子浓度决定于杂质浓度，少子由本征激发产生，其浓度与温度有关03综上所述：

二极管的核心是一个PN结；三极管中包含了两个PN结。PN结是构成多种半导体器件的基础。02是指在P型半导体和N型半导体的交界处形成的空间电荷区。PN结：0115.2PN结

有电场力作用时，电子和空穴便产生定向运动