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1、 3二杀借及其基札电踏3.1半导体的基本知识3.2PN结的形成及特性3.3半导体二极管3.4二极管基本电路及其分析方法3特殊二极菅3.1半导体的基本知识渑氨3.1.1半导体材料3.1.2半导体的共价键结构3.1.3本征半导体3.1.4杂质半导体定三人tHOMB广3D3.1.1半导体材料根据物体导电能力(电阻率)的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。1.导体:容易导电的物体。如:铁、铜等2.绝缘体:几乎不导电的物体。如:橡胶等3DiL闹半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的物体。在一定条件下可导电。典型的半导体有硅S评l错Ge以及砻化镣GaAs等。半导体特点:D在外界能源的作用下,导电性能显著变化
2、。光敏元件、热敏元件属于此类。2)在纯浑半导体内探入杂质,导电性能显著增加。二极管、三极管属于此类。3.1.3本征半导体它在物理结构上呈单晶体形态。电子技术中用的最多的是硅和错。硅和错都是4价元素,它们的外层电子都是4个。其简化原子结构模型如下图:硅和错都是四价元素,外层原子轨道上具有四个电子,称为G价电子。价电子受原子核的束缝力最小。物质的性质是由价颧_电子决定的。1、本征半导体的共价键结构丈虱本征晶体中各原子之间靠得很近,使原分属于各原子的四个价电子同时受到相邻原子的易引,分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有,并为它们所束缝,在空间形成排列有序的晶体。如
3、下图所示:2、共价键性质共价键上的两个电子是由相邻原子各用一个电子组成的,这两个电子被成为束缚电子。束缚电子同时受两个原子的约束,如果没有足够的能量,不易脱离轨道。因此,在绝对温度T-OK(-273“C)时,由于共价键中的电子被束缚着,本征半导体中没有自由电子,不导电。只有在激发下,本征半导体才能导电。3、电子与空穴县当导体处于热力学温度07K时,导体中没有自由电子。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。由于随机热振动致使共价键被打破而产生空穴一电子对这一现象称为本征激发,也称热激发。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,原子的电中性被破坏,呈现出正电性,其正电量与电子的负电量相等,人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。可见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。游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。空穴的移动由于共价键中出现了空穴,在外加能源的激下,邻近的价电子有可能挣脱束缚补到这个空位上,而这个电子原来的位置又出现了空穴,其它电子又有可能转移到该位置上。这样一来在共价键中就出现了电荷迁移一电流。电流的方向与电子移动的方向相反,与空穴移动的方向相同。本征半导体中,产生电流的根本原因是由于共价键中出现了空穴。
