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

《電子技術(shù)基礎(chǔ)》[本征半導體及雜質(zhì)半導體]目錄本征半導體及雜質(zhì)半導體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：金屬本征半導體及雜質(zhì)半導體在自然界中，根據(jù)物質(zhì)導電能力的差別，可將它們劃分為導體、絕緣體和半導體。如：橡膠、陶瓷、塑料和石英等半導體導電能力介于導體和絕緣體之間。半導體典型的半導體材料1硅2鍺3硒本征半導體及雜質(zhì)半導體半導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，這并不是因為半導體的導電性能介于導體與絕緣體之間，是因為半導體有特殊的導電性能。半導體的電阻率隨著溫度的升高而降低，即溫度升高，半導體的導電能力增強。熱敏特性半導體受到光照時，電阻率降低，其導電能力隨著光照強度的增強而增強。半導體的導電能力受摻入雜質(zhì)的影響顯著，即在半導體材料中摻入微量雜質(zhì)（特定的元素），電阻率下降，導電能力增強。雜敏特性光敏特性半導體具有如下導電特性本征半導體及雜質(zhì)半導體什么是本征半導體？具有晶體結(jié)構(gòu)的純凈半導體稱為本征半導體，最常見的半導體材料為硅和鍺。本征半導體為共價鍵結(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，所以常溫下導電能力較差。+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4本征半導體本征半導體及雜質(zhì)半導體本征激發(fā)電子-空穴對復合注意：本征半導體導電粒子，一種是帶負電荷的自由電子，另一種是帶正電荷的空穴。本征半導體本征半導體及雜質(zhì)半導體本征激發(fā)兩種載流子常溫下少數(shù)的價電子可以從原子的熱運動中獲得能量，掙脫共價鍵的束縛，成為帶負電荷的自由電子，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。本征半導體本征半導體及雜質(zhì)半導體A導電能力B導電能力C導電能力常溫下，本征半導體中的載流子很少，所以導電能力很差導電能力受環(huán)境溫度、光照等影響明顯雜質(zhì)半導體的應(yīng)用非常廣泛，實用半導體器件都是由雜質(zhì)半導體構(gòu)成的半導體的導電特性本征半導體及雜質(zhì)半導體摻入雜質(zhì)以后的半導體稱為雜質(zhì)半導體。根據(jù)摻入的雜質(zhì)不同，分為N型半導體和P型半導體兩種。N型半導體在硅（或鍺）本征半導體中摻入微量5價元素，如磷，則可以形成N型半導體。由于摻入雜質(zhì)的原子數(shù)與整個半導體原子數(shù)相比，其數(shù)量非常少，半導體晶體結(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)半導體本征半導體及雜質(zhì)半導體+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。這種以電子導電為主的半導體稱為N型半導體。摻入五價元素形成N型半導體雜質(zhì)半導體本征半導體及雜質(zhì)半導體摻入雜質(zhì)以后的半導體稱為雜質(zhì)半導體。根據(jù)摻入的雜質(zhì)不同，分為N型半導體和P型半導體兩種。P型半導體在硅（或鍺）本征半導體中摻入微量3價元素，如硼，則形成P型半導體。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)半導體本征半導體及雜質(zhì)半導體空穴是失去電子形成的，電子帶負點，所以空穴是帶正電的。這種以空穴導電為主的半導體就叫做P型半導體