常用半导体器件 主要内容: §1-1.半导体基础知识 §1-2.半导体二极管 §1-3.双极型晶体管 §1-4.场效应管
常用半导体器件 主要内容： §1-1．半导体基础知识 §1-2．半导体二极管 §1-3．双极型晶体管 §1-4．场效应管
§1-1.半导体基础知识 本征半导体 纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 1半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。 大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge 2结构 s)诸Ge (b)砝当 原子结构
§1-1．半导体基础知识 一、本征半导体 纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 1.半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。 大多数半导体器件所用的主要材料是硅（Si）和锗（Ge）。 2.结构 原子结构
§1-1.半导体基础知识 晶体结构 原子 规则 排列 形成 共价键
§1-1．半导体基础知识 晶体结构 原子 规则 排列 形成 共价键
§1-1.半导体基础知识 3本征激发和两种载流子 1)本征激发 共价键 T=OK 无载流子 束缚价电子 部分价电子 自由电子 光、热作用 摆脱共价键{ 获得足够能量 空位称空穴 本征激发:指半导体在加热或光照作用下,产生电子空穴对的现象
§1-1．半导体基础知识 3.本征激发和两种载流子 1）本征激发 共价键 T=0K 无载流子 束缚价电子 部分价电子 自由电子 光、热作用 摆脱共价键{ 获得足够能量 空位—称空穴 本征激发：指半导体在加热或光照作用下，产生电子—空穴对的现象
§1-1.半导体基础知识 2)载流子 电场作用 自由电子 定向运动 形成电子电流 电场作用 空穴 填补空穴的价电子作定向运动 形成空穴电流 两种载流子:带负电荷的自由电子电场电子电流极性相反电流方向同 带正电荷的空穴 空穴电流运动方向相反
§1-1．半导体基础知识 2）载流子 电场作用 自由电子 定向运动 形成电子电流 电场作用 空穴 填补空穴的价电子作定向运动 形成空穴电流 两种载流子：带负电荷的自由电子 电场 电子电流 极性相反 电流方向同 带正电荷的空穴 空穴电流 运动方向相反
§1-1.半导体基础知识 4本征半导体中载流子的浓度 复合:运动中的电子重新被共价键束缚起来,电子空穴对消失 本征激发T-定 复合动态平衡 n=p: =K, T3/e-Eco/ (2kT) 本征半导体特点:1)导电能力弱 2)热不稳定性热敏元件光敏元件
§1-1．半导体基础知识 4.本征半导体中载流子的浓度 复合：运动中的电子重新被共价键束缚起来，电子空穴对消失。 本征激发 T一定 复合 动态平衡 ni=pi=K1T3/2e -EGO/(2kT) 本征半导体特点：1）导电能力弱 2）热不稳定性 热敏元件、光敏元件
§1-1.半导体基础知识 、杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的杂质元素,成为杂质半导体 1N型半导体 在本征半导体中掺入少 量五价元素原子,称为电 子半导体或N型半导体 多数载流子:电子 少数载流子:穴 n>>p
§1-1．半导体基础知识 二、杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的杂质元素，成为杂质半导体。 1.N型半导体 在本征半导体中掺入少 量五价元素原子，称为电 子半导体或N型半导体。 多数载流子：电子 少数载流子：空穴 n>>p
§1-1.半导体基础知识 2P型半导体 在本征半导体中入少 量三价元素原子,称为空 穴半导体或P型半导体 多数载流子:空穴 少数载流子:电子 p>>n
§1-1．半导体基础知识 2.P型半导体 在本征半导体中掺入少 量三价元素原子，称为空 穴半导体或P型半导体。 多数载流子：空穴 少数载流子：电子 p>>n
§1-1.半导体基础知识 三、PN结 将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上, 在它们的交界面就形成PN结。 1.PN结的形成 漂移运动: 载流子在电场作用下的定向运动。 扩散运动: 由于浓度差引起的非平衡载流子的运动
§1-1．半导体基础知识 三、PN结 将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上， 在它们的交界面就形成PN结。 1. PN结的形成 漂移运动： 载流子在电场作用下的定向运动。 扩散运动： 由于浓度差引起的非平衡载流子的运动
§1-1.半导体基础知识 多子扩散 形成空间电荷区 方向相反 →建立内电场 动态平衡 →少子漂移
§1-1．半导体基础知识 多子扩散 形成空间电荷区 建立内电场 少子漂移 方向相反 动态平衡 I j = 0