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1、一杜管及其基本电路3.1半导体的基本知识3.2PN结的形成及特性3.3二极管3.4二极管的基本电路及其分析方法3.5特殊二极管3.1半导体的基本知识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、空穴及其导电作用3.1.4杂质半导体3.1.1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。(半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间)半导体分类:G元素半导体:硅Si和错Ge化合物半导体:砺化像G4As等中导体特点:受外界光和热的激励时,导电能力发生显著变化;在纯净的半导体中加入微量杂质,导电能力显著增加。原因是?3.1.2半导体的共价键结构硅和错的原子】
2、硅和锦的晶体结构结构简化模型3.1.3本征半导体、空穴及其导电作用本征半导体一一化学成分纯净、结构完整的半导体晶体。它在物理结构上呈单晶体形态。空穴-电子对的产生:由于随机热振动致使共价键被打破,产生自由电子空穴对。自由电子一一带负电荷。空穴一一共价键中的空位。空穴的移动一一空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次填充空穴来实现的。空穴一一带正电荷。自由电子移动后雨留下的空穴自由电子或空穴的移载流子动,电荷的移动,实现导电,称载流子。电子和空穴是两种不同的载流才。3.1.3本征半导体、空穴及其导电作用本征半导体中空穴的数目与电子的数目一样多一一浓度一样由于随机热振动致使共价键被打破,产生自由电子
3、空穴对。自由电子-空穴对的浓度与温度的关系?3.45x1012个原子中只有一个价电子打破共价键的束缝,成为自由电子。3.1.4杂质半导体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。N型半导体一一掳入五价杂质元素(如磷)的半导体。P型半导体一一掺入三价杂质元素(如硼)的半导体。3.1.4杂质半导体.N型中导体回五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键,而多余的一个价电子因无共价键李绮而很容易形一2C4EE成自由电子。月4在N型半导体中自由电子是多数载流孔,它主要由杂质原二
4、提供;空穴是少数载流于,由热激发形成。提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子,国此五价杂质原子也称为施主杂质。巳3.1.4杂质半导体2.P型中导体团三价杂质原子受主原怨近的电孔淑入晃丶的在与硅原子形成共价“位,留下可移动的定穴键时,缺少一个价电史移动的空穴、子而在共价键中留下意沙粘林五林学孕一个空穴.在P型中导体中空穴是多数载流丿,它宏要由挂杂形成;自由电子是少数载流子,由热激发形成。空穴很客易俘获电子,使杂质原子成为负离子。三价杂质因而也秒为受主杂质。3.1.4杂质半导体.杂质对半导体导电性的影响探入杂质对本征半导体的导电性有很大的影响,一些典型的数据如下:GDT-300K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:观=p=1.4x1010/cmsaGD探杂后日型升抚体中的自由曰孔浸度R=5x1016/cm3G本征硅的原子浓度:4.96x1022/cma以上三个浓度基本上依次相差约106/cm3。I
