電路與電子技術(shù)簡明教程 課件 5-1 本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體

《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體]目錄本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體PN結(jié)晶體二極管的伏安特性第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)晶體二極管的應(yīng)用晶體三極管符號、結(jié)構(gòu)、分類晶體三極管的特性曲線第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)如：金屬本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體在自然界中，根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電能力的差別，可將它們劃分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。如：橡膠、陶瓷、塑料和石英等半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。半導(dǎo)體典型的半導(dǎo)體材料1硅2鍺3硒本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體半導(dǎo)體是制作晶體二極管、晶體三極管、場效應(yīng)管和集成電路的材料，這并不是因?yàn)榘雽?dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間，是因?yàn)榘雽?dǎo)體有特殊的導(dǎo)電性能。半導(dǎo)體的電阻率隨著溫度的升高而降低，即溫度升高，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力增強(qiáng)。熱敏特性半導(dǎo)體受到光照時，電阻率降低，其導(dǎo)電能力隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng)。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力受摻入雜質(zhì)的影響顯著，即在半導(dǎo)體材料中摻入微量雜質(zhì)（特定的元素），電阻率下降，導(dǎo)電能力增強(qiáng)。雜敏特性光敏特性半導(dǎo)體具有如下導(dǎo)電特性本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體什么是本征半導(dǎo)體？具有晶體結(jié)構(gòu)的純凈半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體，最常見的半導(dǎo)體材料為硅和鍺。本征半導(dǎo)體為共價鍵結(jié)構(gòu)硅元素和鍺元素的單個原子都是4價元素，每個原子的價電子都和周圍4個原子的價電子形成4個共價鍵，是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu)，在常溫下只有少數(shù)的價電子，所以常溫下導(dǎo)電能力較差。+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體本征激發(fā)電子-空穴對復(fù)合注意：本征半導(dǎo)體導(dǎo)電粒子，一種是帶負(fù)電荷的自由電子，另一種是帶正電荷的空穴。本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體本征激發(fā)兩種載流子常溫下少數(shù)的價電子可以從原子的熱運(yùn)動中獲得能量，掙脫共價鍵的束縛，成為帶負(fù)電荷的自由電子，這種現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。空穴價電子成為自由電子后，在原來的位置上留下一個空位，稱為空穴。電子—空穴對本征激發(fā)時電子和空穴成對產(chǎn)生，稱為電子—空穴對。本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體A導(dǎo)電能力B導(dǎo)電能力C導(dǎo)電能力常溫下，本征半導(dǎo)體中的載流子很少，所以導(dǎo)電能力很差導(dǎo)電能力受環(huán)境溫度、光照等影響明顯雜質(zhì)半導(dǎo)體的應(yīng)用非常廣泛，實(shí)用半導(dǎo)體器件都是由雜質(zhì)半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)以后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。根據(jù)摻入的雜質(zhì)不同，分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體兩種。N型半導(dǎo)體在硅（或鍺）本征半導(dǎo)體中摻入微量5價元素，如磷，則可以形成N型半導(dǎo)體。由于摻入雜質(zhì)的原子數(shù)與整個半導(dǎo)體原子數(shù)相比，其數(shù)量非常少，半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)基本不變，只是在晶格中硅（或鍺）原子的位置被磷原子所代替。雜質(zhì)半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體+4+4+4+4+4+5+5+4+4+4+4+4多余電子，成為自由電子自由電子磷原子有5個價電子，其中4個與硅原子形成8個電子的共價鍵結(jié)構(gòu)，還多余電子不受共價鍵束縛，常溫下就可以成為自由電子。這種以電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體。摻入五價元素形成N型半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)以后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。根據(jù)摻入的雜質(zhì)不同，分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體兩種。P型半導(dǎo)體在硅（或鍺）本征半導(dǎo)體中摻入微量3價元素，如硼，則形成P型半導(dǎo)體。同樣只是在晶格中硅（或鍺）原子位置被硼原子所代替。由于硼原子只有3個價電子，要與硅（或鍺）原子形成4個共價鍵結(jié)構(gòu)，還少一個價電子，就形成一個空穴。雜質(zhì)半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體及雜質(zhì)半導(dǎo)體空穴是失去電子形成的，電子帶負(fù)點(diǎn)，所以空穴是帶正電的。這種以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體就叫做P型半導(dǎo)體