模電第3章1半導(dǎo)體課件

按電阻率不同，物質(zhì)分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體1、半導(dǎo)體特性（1）熱敏性（3）摻雜特性（2）光敏性2、為什么有三種特性？特殊的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)常見(jiàn)半導(dǎo)體材料：Si、Ge等元素半導(dǎo)體，應(yīng)用廣GaAs等化合物半導(dǎo)體硅單質(zhì)

硅芯片

3.1.1半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體是純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。問(wèn)題：什么是半導(dǎo)體？什么是本征半導(dǎo)體？半導(dǎo)體有哪些“特性”？為什么？導(dǎo)體－－鐵、鋁、銅等金屬元素等低價(jià)元素，其最外層電子在外電場(chǎng)作用下很容易產(chǎn)生定向移動(dòng)，形成電流。絕緣體－－惰性氣體、橡膠等，其原子的最外層電子受原子核的束縛力很強(qiáng)，只有在外電場(chǎng)強(qiáng)到一定程度時(shí)才可能導(dǎo)電。半導(dǎo)體－－硅（Si）、鍺（Ge），均為四價(jià)元素，它們?cè)拥淖钔鈱与娮邮茉雍说氖`力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。3.1.2半導(dǎo)體共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型最外層上的電子，決定了物質(zhì)的化學(xué)特性和導(dǎo)電性；Si硅原子Ge鍺原子1、Si、Ge的原子結(jié)構(gòu)

價(jià)電子：慣性核3.1.2半導(dǎo)體共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體：結(jié)構(gòu)完整，完全純凈的半導(dǎo)體載流子：能自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子本征半導(dǎo)體自由電子加熱或光照空穴1、載流子的產(chǎn)生

空穴：共價(jià)鍵中的空位3.1.3本征半導(dǎo)體3.1.3本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電作用2、本征半導(dǎo)體特點(diǎn)（1）T升高n升p升（2）n=p3、載流子的運(yùn)動(dòng)無(wú)電場(chǎng)：無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)有電場(chǎng)：載流子定向運(yùn)動(dòng)3.1.3本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)由于熱運(yùn)動(dòng)，具有足夠能量的價(jià)電子掙脫共價(jià)鍵的束縛而成為自由電子自由電子的產(chǎn)生使共價(jià)鍵中留有一個(gè)空位置，稱為空穴

自由電子與空穴相碰同時(shí)消失，稱為復(fù)合。共價(jià)鍵一定溫度下，自由電子與空穴對(duì)的濃度一定；溫度升高，熱運(yùn)動(dòng)加劇，掙脫共價(jià)鍵的電子增多，自由電子與空穴對(duì)的濃度加大。3.1.3本征半導(dǎo)體1.N型半導(dǎo)體多余的一個(gè)價(jià)電子因無(wú)共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子,由熱激發(fā)形成。提供自由電子的五價(jià)雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。多余電子硅原子SiPSiSi五價(jià)雜質(zhì)原子只有四個(gè)價(jià)電子能與周圍四個(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵硅(鍺)+磷N型半導(dǎo)體3.1.4雜質(zhì)半導(dǎo)體1.N型半導(dǎo)體磷（P）

雜質(zhì)半導(dǎo)體主要靠多數(shù)載流子導(dǎo)電。摻入雜質(zhì)越多，多子濃度越高，導(dǎo)電性越強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性可控。多數(shù)載流子空穴比未加雜質(zhì)時(shí)的數(shù)目多了？少了？為什么？3.1.4雜質(zhì)半導(dǎo)體2.P型半導(dǎo)體在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜形成；自由電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成?？昭ê苋菀追@電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。因缺少一個(gè)價(jià)電子而在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空