第10章 常用半导体器件ppt课件.ppt

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1、第三部分模拟电子电路第三部分第10章常用半导体器件第11章基本放大电路第12章集成运算放大电路第10章常用半导体器件10.2半导体二极管10.3半导体稳压管10.4半导体三极管10.5其他半导体器件简介10.1半导体的导电特性导体:很容易导电的物质。金属一般都是导体。绝缘体:几乎不导电的物质。如橡皮、塑料和石英。半导体:导电能力处于导体和绝缘体之间的物质。如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。自然界中的物质按其导电的能力分为三种:10.1半导体的导电特性10.1.1半导体的导电特点返回半导体的导电特点:当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显增强。1.往纯净的半导体

2、中掺入某些微量杂质，它的导电能力就可增加几十万至几百万倍。2.返回晶体:通过一定的工艺处理，将半导体制成晶体。本征半导体:完全纯净的、结构完整的半导体晶体。硅和锗的最外层有4个价电子,称为四价元素。10.1.2本征半导体返回共价键:在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相邻的原子之间形成共价键结构，共用一对价电子。共价键(共用电子对)两相邻原子的价电子组成一个电子对，它们将两个相邻原子结合在一起，组成共价键结构。返回共价键中的两个价电子被紧紧束缚在共价键中，常温下这些价电子很难脱离共价键

3、的束缚，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。返回自由电子与空穴：自由电子空穴价电子当环境温度升高时，使一些价电子获得足够的能量脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。在其它力的作用下，空穴吸引邻近的价电子来填补，这样的结果相当于空穴在运动，而空穴的运动相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。返回本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半

4、导体的一大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。小结返回在本征半导体中掺入某些微量的元素，就会使半导体的导电性能有显著变化。1.N型半导体10.1.3N型半导体和P型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，晶体点阵中的某些硅原子被磷原子取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个价电子与相邻的硅原子的价电子组成共价键。返回多出的一个电子几乎不受磷原子的束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样半导体中的自由电子数量大大增加，参与导电的载流子主要是自由电子。磷原子就成了不能移动的带正电的离子。N型半导体参与导电的是自由电子（多子）。多余电子磷原子返回2.P型半导体在

5、硅或锗晶体中掺入少量的三价硼元素，晶体点阵中的硅或锗原子被硼取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的硅或锗原子的价电子组成共价键时，产生一个空穴。这个空穴要吸引价电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。P型半导体参与导电的是空穴（多子）。硼原子返回小结1.半导体中的多数载流子是由掺杂产生的，少数载流子是由热激发产生的。由于数量的关系，起导电作用的主要是多数载流子。3.P型半导体中空穴是多子，电子是少子。2.N型半导体中自由电子是多子，空穴是少子。返回1.PN结的形成在同一片半导体的基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就

6、形成了PN结。P++++++++++++NPN结硼离子多子少子磷离子多子少子空间电荷区扩散运动10.1.4PN结返回P++++++++++++N扩散运动内电场漂移运动PN结处载流子的运动空间电荷区不能移动的正负离子返回P++++++++++++N内电场对多子起阻碍作用。内电场对少子起驱动作用。内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。扩散的结果使空间电荷区逐渐加宽。返回所以，扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度就固定不变。P++++++++++++N空间电荷区返回2.PN结的单向导电性（1）PN结外加正向电

7、压（正向偏置）PN结在不加电压时，多子和少子的运动达到动态平衡，所以，PN结对外呈中性。返回++++外电场变薄PN+-+RI－－－－－－－－++++内电场（1）PN结外加正向电压（正向偏置）PN结导通返回外电场变厚PN-++RI≈0－－－－－－－－++++内电场++++外电场对多子的扩散运动起阻碍作用PN结截止返回小结1.PN结外加正向电压时,PN结处于导通状态,将电路接通;2.PN结外加反向电压时,PN结处于截止状态,将电路断开;3.PN结具有单向导电的性质,在电路中相当是电子开关。返回PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。10.2半导体二极管