电子技术 东北大学信息科学与工程学晚 Northeastern University
电子技术 东北大学信息科学与工程学院 Northeastern University
主要内容 ●半导体器件 ●整流电路和直流稳压电源
主要内容 ⚫半导体器件 ⚫整流电路和直流稳压电源
第1章半导体器件 ●内容主要有: 半导体的导电性能 PN结的形成及单向导电性 半导体器件的结构、工作原理、工作特性、 参数 ●半导体器件主要包括: 半导体三极管(包括稳压管)。 极管
第1章 半导体器件 ⚫ 内容主要有： 半导体的导电性能 PN结的形成及单向导电性 半导体器件的结构、工作原理、工作特性、 参数 ⚫ 半导体器件主要包括： 半导体二极管（包括稳压管） 三极管
11半导体的导电特性及PN结 的形成 1.半导体 ●物质根据其导电性能分为 导体:导电能力良好的物质。 绝缘体:导电能力很差的物质。 半导体:是一种导电能力介于导体和绝缘体之 间的物质,如硅、锗、硒、砷化镓及一些硫化 9物和氧化物
1.1 半导体的导电特性及PN结 的形成 1. 半导体 ⚫物质根据其导电性能分为 导体：导电能力良好的物质。 绝缘体：导电能力很差的物质。 半导体：是一种导电能力介于导体和绝缘体之 间的物质，如硅、锗、硒、砷化镓及一些硫化 物和氧化物
1半导体 ●半导体的导电能力具有独特的性质。 ①温度升高时,纯净的半导体的导电能力显著 增加; ②在纯净半导体材料中加入微量的“杂质”元 素,它的电导率就会成千上万倍地增长 ③纯净的半导体受到光照时,导电能力明显提 高
1.半导体 ⚫半导体的导电能力具有独特的性质。 ①温度升高时，纯净的半导体的导电能力显著 增加； ②在纯净半导体材料中加入微量的“杂质”元 素，它的电导率就会成千上万倍地增长； ③纯净的半导体受到光照时，导电能力明显提 高
2本征半导体( Intrinsic semiconductor 完全纯净的、具有晶体结构的半导体,称为本 征半导体。 ●原子的组成: 带正电的原子核;若干个围绕原子核运动的带负电的 电子;且整个原子呈电中性 ●半导体器件的材料: 硅(Sion-Si):四价元素,硅的原子序数是14外 层有4个电子 锗( Germanium-Ge):也是四价元素,锗的原子序数 是32,外层也是4个电子
2.本征半导体（Intrinsic Semiconductor） ⚫原子的组成： 带正电的原子核；若干个围绕原子核运动的带负电的 电子； 且整个原子呈电中性。 ⚫半导体器件的材料： 硅（Silicon-Si）：四价元素，硅的原子序数是14，外 层有4个电子。 锗（Germanium-Ge）：也是四价元素，锗的原子序数 是32，外层也是4个电子 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本 征半导体
2本征半导体 ●简化原子结构模型如图简化形式。 惯性核 +4 价电子 硅和锗的简化原子模型晶体申原子的排列方式
⚫ 简化原子结构模型如图简化形式。 +4 惯性核 价电子 硅和锗的简化原子模型 2.本征半导体 晶体中原子的排列方式
2本征半导体 (+4)●(+4 ●(+4) +4)● +4 +4o 共价键 +4)●(+4) +4 晶体共价键结构平面示意图 共价键:由相邻两个原子各拿出个价电子组成价 电子对所构成的联系
共价键:由相邻两个原子各拿出一个价电子组成价 电子对所构成的联系。 2.本征半导体 晶体共价键结构平面示意图 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 共价键
2本征半导体 自由电子 价电子在获得一定能 +4·。+43·(+4)。量(温度升高或受光照) 后,即可挣脱原子核的 束缚,成为自由电子 +4)··+4)。°(+4)·(带负电),同时共价 键中留下一个空位,称 空穴 为空穴(带正电) +4。(+4)。。(+4) 这一现象称为本征激发 °晶体共价键结构平面示意图9
+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 2.本征半导体 晶体共价键结构平面示意图 空穴 自由电子 价电子在获得一定能 量（温度升高或受光照） 后，即可挣脱原子核的 束缚，成为自由电子 （带负电），同时共价 键中留下一个空位，称 为空穴（带正电）。 这一现象称为本征激发
2本征半导体 温度愈高,晶体中产 +4)●(+4)● ●(+4 生的自由电子便愈多。 在外电场的作用下 ●(+4)●●(+4 +4)空穴吸引相邻原子的价 电子来填补,而在该原 子中出现一个空穴,其 +4)。(+4)。。+4)。结果相当于空穴的运动 (相当于正电荷的移 动) °晶体共价键结构平面示意图9
+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 2.本征半导体 晶体共价键结构平面示意图 温度愈高，晶体中产 生的自由电子便愈多。 在外电场的作用下， 空穴吸引相邻原子的价 电子来填补，而在该原 子中出现一个空穴，其 结果相当于空穴的运动 （相当于正电荷的移 动）