第章半导体二极管以及三极管.ppt

"半导体二极管和三极管" 本节课主要讲解半导体的导电特性、PN结及其单向导电性、二极管、稳压二极管、晶体管和光电器件。通过学习本节课，学生将了解半导体的基本特性、PN结的形成及其导电机理、二极管和晶体管的工作原理等。 14.1 半导体的导电特性 半导体是一种特殊的导体，它的电阻率介于导体和绝缘体之间，约为10^(-3)～10^9 Ω·cm。半导体的特点是：1、获能量后，导电性能大大提高；2、纯净的半导体中掺入微量杂质，导电性性能大大提高。 14.1.1 本征半导体 本征半导体是化学成分纯净的半导体，制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。本征半导体的共价键结构中，每个原子都与周围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，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。 电子空穴对是指在半导体中，自由电子和空穴同时出现的现象。当导体处于热力学温度0K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。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。 14.1.2 N型半导体和P型半导体 在本征半导体中掺入微量杂质，可以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型半导体是指在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，形成 N型半导体，也称电子型半导体。自由电子是多数载流子，主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子，由热激发形成。 P型半导体是指在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟等，形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。空穴是多数载流子，主要由掺杂形成；电子是少数载流子，由热激发形成。 半导体的导电特性是指半导体在受到热或光照射时，自由电子和空穴的出现和运动，导致半导体的导电性能提高。半导体的应用非常广泛，如热敏电阻、光敏电阻、半导体器件等。