半导体的导电机构

1、半导体的导电机构第1页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二电子和空穴GaAs的扫描隧道显微镜图象第2页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二空带满带 满带上带正电的空穴向下跃迁也能形成电流,这称为空穴导电。Eg 在外电场作用下,空穴下面能级上的电子可以跃迁到空穴上来, 这相当于空穴向下跃迁。电子和空穴第3页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二2.杂质的影响(1) n型半导体 四价的本征半导体 Si、Ge等，掺入少量五价的杂质元素（如P、As等）形成电子型半导体,称 n 型半导体。 量子力学表明，这种掺杂后多余的电子的能级在禁带中紧靠空带处, ED1

2、0-2eV，极易形成电子导电。该能级称为施主能级。第4页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二 n 型半导体 在n型半导体中空 带满 带施主能级EDEgSiSiSiSiSiSiSiP空穴少数载流子电子多数载流子杂质的影响第5页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二(2) p型半导体 四价的本征半导体Si、e等，掺入少量三价的杂质元素(如、Ga、n等)形成空穴型半导体，称 p 型半导体。 量子力学表明，这种掺杂后多余的空穴的能级在禁带中紧靠满带处，ED10-2eV,极易产生空穴导电。该能级称受主能级。杂质的影响第6页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二

3、空 带Ea满 带受主能级 P型半导体Eg在p型半导体中电子少数载流子空穴多数载流子SiSiSiSiSiSiSiB+杂质的影响第7页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二3.电阻率和温度的关系电阻与温度的关系 导体的电阻率随温度的升高而增大。金属 半导体的电阻率随温度的升高而急剧地下降。由于半导体中的电子吸收能量后，受激跃迁到导带的数目增多。 利用半导体的这种性质可以制成热敏电阻。半导体第8页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二4.半导体的光电导现象 半导体在光照射下，电子吸收能量后，向导带跃迁。导电能力会增大，这种现象又称为内光电效应。 利用半导体的光电导现象可以

4、制成光敏电阻。第9页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二5. p-n结 使p型半导体和n型半导体相接触，或在本征半导体两端各掺入施主杂质和受主杂质，它们交界处的结构称为p-n结。 P区空穴多电子少，n区电子多空穴少，因此p区中的空穴将向n区扩散，n区的电子将向p区扩散，在交界处形成正负电荷的积累层，在p区的一侧带负电，在n区的一侧带正电，这一电偶层形成的电场将遏止电子和空穴的继续扩散，最后达到动态平衡。 在p-n结处形成一定的电势差 。第10页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二p-n 结pnpnP-n结P-n结的能带情况第11页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二正向连接pn 当p-n结正向连接时，外电场方向与p-n结中的电场方向相反，结中电场减弱，势垒降低，扩散增强，形成正向电流。p-n 结第12页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二 当p-n结反向连接时，外电场方向与p-n结中的电场方向相同，结中电场增强，势垒升高，少数载流子在电场作用下移动形成反向电流。np反向连接p-n 结第13页，共15页，2022年，5月20日，2点1分，星期二P-n结的伏安特性 P-n结具有单向导电性，在电路中可以起到整流作用。p-n 结第14页，共15页，2022年，5月20日，2