§2.1 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識習(xí)題--2018-4-10.docVIP

2.1 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識習(xí)題復(fù)習(xí)題.第2章2.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識習(xí)題 【課程考核內(nèi)容】1、半導(dǎo)體類型及其導(dǎo)電的特點(diǎn)，2.1 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識2.1.1. 導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體1、自然界的物質(zhì)，就其導(dǎo)電性能，大致分為三類：導(dǎo)體，絕緣體，半導(dǎo)體。導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體，如銀、銅、鋁、鐵等金屬等低價(jià)元素，其最外層電子在外電場作用下很容易產(chǎn)生定向移動，形成電流。絕緣體：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。其原子的最外層電子受原子核的束縛力很強(qiáng)。 半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。硅（Si）、鍺（Ge），均為四價(jià)元素，它們原子的最外層電子受原子核的束縛力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。2、半導(dǎo)體導(dǎo)電性能有如下兩個(gè)顯著特點(diǎn)：（1）參雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會使它的導(dǎo)電能力和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。（2）敏感性：當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化。2.1.2 半導(dǎo)體類型及其導(dǎo)電性能1、半導(dǎo)體類型：半導(dǎo)體材料可按化學(xué)組成，可分為元素半導(dǎo)體（鍺Ge，硅Si等 ）和化合物半導(dǎo)體（砷化鎵GaAs）；按其是否含有雜質(zhì)，可分為本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體；按其導(dǎo)電類型可分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體；按其載流子類型可分為電子型半導(dǎo)體和離子型半導(dǎo)體。2、單晶體和多晶體：日常所見到的固體分為非晶體和晶體兩大類，只有單晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體才適合制作半導(dǎo)體器件。 3. 本征半導(dǎo)體：不含任何雜質(zhì)的單晶半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。在常溫下，本征半導(dǎo)體只要得到一定的外界能量，有少數(shù)價(jià)電子就能掙脫共價(jià)鍵和原子核對它的束縛，從而成為自由電子，同時(shí)在原來的位置中留下一個(gè)空位，稱為空穴。本征半導(dǎo)體受熱或得到其它能量而激發(fā)出電子-空穴對的現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。本征激發(fā)后，產(chǎn)生一個(gè)自由電子的同時(shí)，也就產(chǎn)生一個(gè)空穴，在本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴是成對出現(xiàn)的，常稱為電子-空穴對。在電場作用下能作定向運(yùn)動的帶電粒子所以把它們統(tǒng)稱為載流子。所以，熱激發(fā)后本征半導(dǎo)體將產(chǎn)生兩種載流子，電子和空穴。4. N型半導(dǎo)體(Negative)：N型半導(dǎo)體符號為Negative負(fù)的含義，由于電子帶負(fù)電，故得此名。在本征半導(dǎo)體硅或鍺的晶體內(nèi)摻入微量的五價(jià)元素雜質(zhì)，如磷，銻等，就形成了N型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體中自由電子占絕大多數(shù)，自由電子為其多數(shù)載流子，空穴則為少數(shù)載流子。5P型半導(dǎo)體：P型半導(dǎo)體為Positive正的含義，由于空穴帶正電，故得此名。在本征半導(dǎo)體中摻進(jìn)微量的三價(jià)元素，如硼，就構(gòu)成了P型半導(dǎo)體。在P型半導(dǎo)體中，空穴數(shù)遠(yuǎn)大于自由電子數(shù)，空穴為多數(shù)載流子，而自由電子為少數(shù)載流子。2.1.3 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦越?jīng)過特殊的工藝加工，將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體緊密地結(jié)合在一起，則在兩種半導(dǎo)體的交界面處就會出現(xiàn)一個(gè)具有特殊物理現(xiàn)象的極薄區(qū)域，稱它為PN結(jié)。 當(dāng)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，在交界面的兩側(cè)形成一個(gè)空間電荷區(qū)，這就是PN結(jié)，也稱阻擋層，耗盡層。2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦?(1)加正向電壓PN結(jié)導(dǎo)通：PN結(jié)兩端加正向電壓時(shí)，即P區(qū)接電源正極，N區(qū)接電源負(fù)極，此時(shí)在外電場的作用之下，PN結(jié)空間電荷區(qū)變窄， 耗盡層變窄， PN結(jié)正向電阻小， PN結(jié)外加正向電壓時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，又稱正向偏置，簡稱正偏。(2)加反向電壓PN結(jié)截止給PN結(jié)加反向電壓時(shí)，外加電場的方向與內(nèi)電場的方向相同，因而加強(qiáng)了內(nèi)電場的作用，使勢壘加高，也就是使PN結(jié)的阻擋層變寬，PN結(jié)反向電阻大，PN結(jié)截止。掌握【結(jié)論】從上述可知， PN結(jié)加正向電壓時(shí)，PN結(jié)導(dǎo)通；加反向電壓時(shí)，PN結(jié)截止。這種特性稱為PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴?.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識自測題一、填空題1、自然界的物質(zhì)，就其導(dǎo)電性能，大致分為三類：導(dǎo)體， ， 。2、自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為 ，金屬一般都是導(dǎo)體，如銀、銅、鐵等金屬。3、有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為 ，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。 4、另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為 ，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。 5、半導(dǎo)體導(dǎo)電性能有如下兩個(gè)顯著特點(diǎn)：（1） ：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會使它的導(dǎo)電能力和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。（2） ：當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。6、半導(dǎo)體類型：半導(dǎo)體材料可按化學(xué)組成，可分為元素半導(dǎo)體（鍺Ge，硅Si等）和 物半導(dǎo)體（砷化鎵GaAs）；按其是否含有雜質(zhì)，可分為本征半導(dǎo)體和 半導(dǎo)體；按其導(dǎo)電類型可分為N型半導(dǎo)體和 型半導(dǎo)體；按其載流子類型可分為電子型半導(dǎo)體和 型半導(dǎo)體。7、完全純凈的、不含其他雜質(zhì)且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為 半導(dǎo)體。 8、本征半導(dǎo)體受熱或得到其它能量而激發(fā)出電子-空穴對的現(xiàn)象稱為 。 9、在電場作用下能作定向運(yùn)動的帶電粒子所以把它們統(tǒng)稱為 ，10、半導(dǎo)體中有兩種載流子即電子和 。11、本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴總是成對出現(xiàn)，稱為 。12、半導(dǎo)體中兩種載流子：帶負(fù)電的 和帶正電的 13、雜質(zhì)半導(dǎo)體有兩種 ：N 型半導(dǎo)體和 型半導(dǎo)體。14、在本征半導(dǎo)體硅或鍺的晶體內(nèi)摻入微量的五價(jià)元素雜質(zhì)，如磷，銻等，就形成 型半導(dǎo)體。15、N 型半導(dǎo)體 稱為多數(shù)載流子(簡稱多子)， 稱為少數(shù)載流子(簡稱少子)。16、在本征半導(dǎo)體中摻進(jìn)微量的 價(jià)元素，如硼，就構(gòu)成了P型半導(dǎo)體。17、P 型半導(dǎo)體 為多數(shù)載流子， 為少數(shù)載流子。18. 雜質(zhì)半導(dǎo)體總體上保持電 性。19、將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體緊密地結(jié)合在一起，則在兩種半導(dǎo)體的交界面處就會出現(xiàn)一個(gè)具有特殊物理現(xiàn)象的極薄區(qū)域，稱它為 結(jié)。20. P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體在交界面的兩側(cè)形成一個(gè) 區(qū)，這就是PN結(jié)，也稱 層，耗盡層。21、PN結(jié)兩端加正向電壓時(shí)，即P區(qū)接電源 極，N區(qū)接電源 極22、PN結(jié)兩端加正向電壓時(shí)，PN結(jié)空間電荷區(qū)變 ，PN結(jié)正向電阻 23、PN結(jié)兩端加反向電壓時(shí)，PN結(jié)空間電荷區(qū)變 ，PN結(jié)反向電阻 24、PN結(jié)加正向電壓時(shí)，PN結(jié)導(dǎo)通；加反向電壓時(shí)，PN結(jié)截止。這種特性稱為PN結(jié)的 性。25、PN結(jié)加正向電壓時(shí)，PN結(jié) ；加反向電壓時(shí)，PN結(jié) 。這種特性稱為PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。二、選擇題1. PN結(jié)的單向?qū)щ娦允侵? )。 A加正向電壓導(dǎo)通，加反向電壓截止 B加正向電壓截止，加反向電壓導(dǎo)通C加正向電壓導(dǎo)通，加反向電壓導(dǎo)通 D加正向電壓截止加反向電壓截止2. P型半導(dǎo)體中，( )是多數(shù)載流子。 A空穴 B電子 C電子和空穴3. N型半導(dǎo)