半導體二極管-半導體的基本知識（電工電子課件）

一、半導體基礎(chǔ)知識1.半導體導電能力介于導體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導體。

常用的半導體材料有硅（Si）、鍺（Ge）和硒（Se）等。一般半導體材料為四價元素硅鍺半導體的特性描述熱敏特性溫度升高或受到光照，半導體材料的導電能力增強光敏特性摻雜特性本征半導體中摻入某種微量元素（雜質(zhì)）后，它的導電能力增強，利用該特性可形成雜質(zhì)半導體2.本征半導體純凈的不含任何雜質(zhì)的半導體叫做本征半導體。

在絕對溫度零度(即0K，相當于-273℃)，且無外界激發(fā)時，本征半導體每一外圍電子被共價鍵所束縛，半導體內(nèi)部無電子存在，和絕緣體一樣不導電。但在室溫下，僅有少數(shù)價電子由于熱運動獲得足夠的能量，掙脫共價鍵的束縛成為自由電子（稱為熱激發(fā)），并在相應的共價鍵中留下空穴本征激發(fā)E空穴移動產(chǎn)生電流代表束縛電子移動產(chǎn)生電流結(jié)論：由此可見,在本征半導體中，共價鍵或束縛電子移動產(chǎn)生電流的根本原因是由于空穴而引起的。我們可以將空穴看成一個帶正電荷的粒子，在外加電場作用下，它可以自由的移動，移動的方向和電流的方向相同。所以空穴也是一種載流子空穴越多，半導體中的載流子數(shù)目就越多，因此形成的電流越大半導體中存在著兩種載流子：帶負電的自由電子和帶正電的空穴。本征半導體中,自由電子與空穴是同時成對產(chǎn)生的,因此,它們的濃度是相等的。我們用n和p分別表示電子和空穴的濃度ni=pi下標i表示為本征半導體載流子的產(chǎn)生與復合

價電子在熱運動中獲得能量產(chǎn)生了電子-空穴對。同時自由電子在運動過程中失去能量,與空穴相遇,使電子、空穴對消失,這種現(xiàn)象稱為復合。在一定溫度下,載流子的產(chǎn)生過程和復合過程是相對平衡的,載流子的濃度是一定的。3.雜質(zhì)半導體在本征半導體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導體的導電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價或五價元素。摻入雜質(zhì)后的半導體稱為雜質(zhì)半導體。按摻入雜質(zhì)的性質(zhì)不同，分N型半導體和P型半導體（1）N型半導體在本征半導體中，摻入微量五價元素，如磷、銻、砷等，可形成N型半導體。由于五價雜質(zhì)原子可提供自由電子，故稱為施主原子。N型半導體中，自由電子稱為多數(shù)載流子，空穴稱為少數(shù)載流子。

自由電子施主原子N型半導體特點Ｎ型半導體中,自由電子為多數(shù)載流子；空穴為少數(shù)載流子。

半導體仍呈電中性（2）P型半導體在本征半導體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵、銦等形成了P型半導體，也稱為空穴型半導體。由于三價雜質(zhì)原子容易吸收電子，故稱為受主原子。P型半導體中，空穴稱為多數(shù)載流子，自由電子稱為少數(shù)載流子。

受主原子空穴P型半導體特點P型半導體中空穴是多數(shù)載流子，主要由摻雜形成；電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。半導體仍呈電中性4.載