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1、半导体基本知识半导体基本知识半导体基本知识半导体基本知识一一一一. . . .本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体 导电性能介于导体与绝缘体之间的物质称为导电性能介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体半导体半导体半导体。 硅硅（Si）、锗、锗（Ge）是最常使用的半导体材料，它们是最常使用的半导体材料，它们均为四价元素，原子的最外层电子受原子核的束缚力介于均为四价元素，原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。导体与绝缘体之间。 本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体是纯净的晶体结构的半导体，它内部无杂是纯净的晶体结构的半导体，它内部无杂质，具有稳定的结构。质，具有稳定的结构。本
2、征半导体本征半导体本征半导体本征半导体硅晶体中的共价健结构硅晶体中的共价健结构硅晶体中的共价健结构硅晶体中的共价健结构 SiSi SiSi SiSi SiSi 本征半导体相邻原子间距离本征半导体相邻原子间距离很小，相邻两个原子的一对最外很小，相邻两个原子的一对最外层电子不但围绕自身所属的原子层电子不但围绕自身所属的原子核运动，而且会出现在相邻原子核运动，而且会出现在相邻原子所属的轨道上，成为共用电子，所属的轨道上，成为共用电子，形成形成共价键共价键共价键共价键结构。结构。 由于热运动，具有足够能量由于热运动，具有足够能量的价电子会挣脱共价键的束缚而的价电子会挣脱共价键的束缚而成为成为自由电子自
3、由电子自由电子自由电子。 自由电子的产生使共价键中自由电子的产生使共价键中留有一个空位置，称为留有一个空位置，称为空穴空穴空穴空穴。本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体硅晶体中的共价健结构硅晶体中的共价健结构硅晶体中的共价健结构硅晶体中的共价健结构 SiSi SiSi SiSi SiSi 自由电子与空穴相碰时会同自由电子与空穴相碰时会同时消失，称为时消失，称为复合复合复合复合。 一定温度下，自由电子与空一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高，热穴对的浓度一定；温度升高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对的浓度加多，自由电子与空穴对的浓度
4、加大。大。本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体硅晶体中的共价健结构硅晶体中的共价健结构硅晶体中的共价健结构硅晶体中的共价健结构 SiSi SiSi SiSi SiSi 运载电荷的粒子称为运载电荷的粒子称为载流子载流子载流子载流子。 外加电场时，带负电的自由外加电场时，带负电的自由电子和带正电的空穴均参与导电，电子和带正电的空穴均参与导电，且运动方向相反。由于载流子数且运动方向相反。由于载流子数目很少，所以导电性很差。目很少，所以导电性很差。 温度升高时，热运动会加剧，温度升高时，热运动会加剧，导致载流子浓度增大，从而使导导致载流子浓度增大，从而使导电性增强。电性增强。所以，温度对半导体所以
5、，温度对半导体所以，温度对半导体所以，温度对半导体器件性能影响很大器件性能影响很大器件性能影响很大器件性能影响很大，半导体器件，半导体器件具有具有温敏温敏温敏温敏的特性。的特性。二二二二. . . .杂质半导体杂质半导体杂质半导体杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, ,形成形成杂质半导体杂质半导体杂质半导体杂质半导体。 SiSi SiSi SiSi SiSip+p+ 掺入掺入五价元素五价元素五价元素五价元素后后自由电子自由电子自由电子自由电子数数目大量增加，自由电子导电成为目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称这种半导
6、体的主要导电方式，称为电子半导体或为电子半导体或N N型半导体型半导体型半导体型半导体。 在在N型半导体中型半导体中自由电子自由电子自由电子自由电子是是多数载流子，简称多数载流子，简称多子多子多子多子，空穴空穴空穴空穴是是少数载流子，简称少数载流子，简称少子少子少子少子。 SiSi SiSi SiSi SiSiB B 杂质半导体杂质半导体杂质半导体杂质半导体 掺入掺入三价元素三价元素三价元素三价元素后后空穴空穴空穴空穴数目大数目大量增加，空穴导电成为这种半导量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半体的主要导电方式，称为空穴半导体或导体或P P型半导体型半导体型半导体型半导体。 在在P型半导体中空穴是型半导体中空穴是多数多数多数多数载流子载流子载流子载流子，自由电子是，自由电子是少数载流子少数载流子少数载流子少数载流子。 无论无论N型或型或P型半导体都是型半导体都是中性的，对外不显电性。中性的，对外不显电性。
