第1章 常用半导体器件ppt课件.ppt

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1、引入：物体分类根据物体的导电性，可将物体分为：导体：低价元素，导电绝缘体：高价元素或高分子元素，不导电半导体：四价元素，导电能力介于以上二者之间1.1半导体的导电特性热敏性光敏性掺杂性掌握半导体的导电特性GeSi现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。一、本征半导体1、定义：化学成分完全纯净的半导体制成单晶体结构。2、共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子硅和锗的共价键结构1.1半导体的导电特性3、理解本征半导体的导电机理温度为0K时，

2、无自由电子，不导电常温300K时，少数自由电子本征激发+4+4+4+4本征半导体中有两种载流子：自由电子和空穴，二者总是成对出现温度越高，载流子的浓度越高，本征半导体的导电能力越强载流子的产生与复合－－动态平衡－－温度一定，浓度一定1.1半导体的导电特性二、杂质半导体本征半导体特点？1、电子浓度=空穴浓度；2、载流子少，导电性差，温度稳定性差！(1)N型半导体(2)P型半导体在本征半导体中掺入微量元素－－杂质半导体1.1半导体的导电特性(1)N型半导体掺杂：掺入少量五价杂质元素（如：磷）+4+4+5+

3、4特点：多数载流子：自由电子（主要由杂质原子提供）少数载流子：空穴（由本征激发形成）(2）P型半导体（空穴型半导体）掺杂：掺入少量三价杂质元素（如：硼）特点：多子：空穴（主要由杂质原子提供）少子：自由电子（由热激发形成）+4+4+3+4杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。bc4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是，N型半导体中的电流主要是。（a.

4、电子电流、b.空穴电流）ba(3)杂质对半导体导电性的影响1.杂质半导体中的移动能形成电流。（a.多子、b.少子）2.掺入杂质越多，多子浓度越，少子浓度越。（a.高、b.低、c.不变）3.当温度升高时，多子的数量，少子的数量。（a.减少、b.基本不变、c.增多）abba影响很大起导电作用的主要是多子。多子的数量主要与杂质浓度有关，近似认为多子与杂质浓度相等，受温度影响小。少子浓度对温度敏感，影响半导体性能。(3)杂质对半导体导电性的影响小结1、半导体的导电能力与、和有关。2、在一定温度下，本征半导体因

5、而产生，故其有一定的导电能力。3、本征半导体的导电能力主要由决定；杂质半导体的导电能力主要由决定。4、P型半导体中是多子，是少子。N型半导体中是多子，是少子。本征激发自由电子和空穴对温度掺杂浓度空穴自由电子自由电子空穴温度光强杂质浓度P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动扩散的结果是使空间电荷区加宽，使内电场越强。空间电荷区，也叫耗尽层。漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

6、－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E当扩散和漂移达到动态平衡时，空间电荷区的宽度基本不变。扩散电流与漂移电流大小相等方向相反。三、PN结1、了解PN结的形成浓度差多子扩散空间电荷区(杂质离子)内　　电　　场促使少子漂移阻止多子扩散PN结的实质：PN结=空间电荷区=耗尽层1.1半导体的导电特性三、PN结2、掌握PN结的单向导电性(1)PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄P接正、N接负外电场I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

7、电压时，正向电流较大，PN结导通。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–RI(2)PN结加反向电压（反向偏置）外电场P接负、N接正内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+2、掌握PN结的单向导电性PN结变宽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。ISP接负、N接正温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。–+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

8、结处于截止状态。内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－正向导通，反向截止2、掌握PN结的单向导电性(2)PN结加反向电压（反向偏置）IS3.了解PN结的电流方程其中IS——反向饱和电流UT——温度的电压当量在常温下（T=300K）PN结所加端电压u与流过它的电流i的关系为：4.掌握PN结的伏安特性－－PN结电压与电流的关系曲线（1）正向：指数规律（2）反向：（3）了解击穿特性：齐纳击穿高掺杂击穿电压较低雪崩击穿