电路与电子技术简明教程 课件 5-1 本征半导体和杂质半导体

《电子技术基础》[本征半导体及杂质半导体]目录本征半导体及杂质半导体PN结晶体二极管的伏安特性第一节第二节第三节晶体二极管的应用晶体三极管符号、结构、分类晶体三极管的特性曲线第四节第五节第六节如：金属本征半导体及杂质半导体在自然界中，根据物质导电能力的差别，可将它们划分为导体、绝缘体和半导体。如：橡胶、陶瓷、塑料和石英等半导体导电能力介于导体和绝缘体之间。半导体典型的半导体材料1硅2锗3硒本征半导体及杂质半导体半导体是制作晶体二极管、晶体三极管、场效应管和集成电路的材料，这并不是因为半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间，是因为半导体有特殊的导电性能。半导体的电阻率随着温度的升高而降低，即温度升高，半导体的导电能力增强。热敏特性半导体受到光照时，电阻率降低，其导电能力随着光照强度的增强而增强。半导体的导电能力受掺入杂质的影响显著，即在半导体材料中掺入微量杂质（特定的元素），电阻率下降，导电能力增强。杂敏特性光敏特性半导体具有如下导电特性本征半导体及杂质半导体什么是本征半导体？具有晶体结构的纯净半导体称为本征半导体，最常见的半导体材料为硅和锗。本征半导体为共价键结构硅元素和锗元素的单个原子都是4价元素，每个原子的价电子都和周围4个原子的价电子形成4个共价键，是相对稳定的结构。本征半导体的共价键结构，在常温下只有少数的价电子，所以常温下导电能力较差。+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4本征半导体本征半导体及杂质半导体本征激发电子-空穴对复合注意：本征半导体导电粒子，一种是带负电荷的自由电子，另一种是带正电荷的空穴。本征半导体本征半导体及杂质半导体本征激发两种载流子常温下少数的价电子可以从原子的热运动中获得能量，挣脱共价键的束缚，成为带负电荷的自由电子，这种现象称为本征激发。空穴价电子成为自由电子后，在原来的位置上留下一个空位，称为空穴。电子—空穴对本征激发时电子和空穴成对产生，称为电子—空穴对。本征半导体本征半导体及杂质半导体A导电能力B导电能力C导电能力常温下，本征半导体中的载流子很少，所以导电能力很差导电能力受环境温度、光照等影响明显杂质半导体的应用非常广泛，实用半导体器件都是由杂质半导体构成的半导体的导电特性本征半导体及杂质半导体掺入杂质以后的半导体称为杂质半导体。根据掺入的杂质不同，分为N型半导体和P型半导体两种。N型半导体在硅（或锗）本征半导体中掺入微量5价元素，如磷，则可以形成N型半导体。由于掺入杂质的原子数与整个半导体原子数相比，其数量非常少，半导体晶体结构基本不变，只是在晶格中硅（或锗）原子的位置被磷原子所代替。杂质半导体本征半导体及杂质半导体+4+4+4+4+4+5+5+4+4+4+4+4多余电子，成为自由电子自由电子磷原子有5个价电子，其中4个与硅原子形成8个电子的共价键结构，还多余电子不受共价键束缚，常温下就可以成为自由电子。这种以电子导电为主的半导体称为N型半导体。掺入五价元素形成N型半导体杂质半导体本征半导体及杂质半导体掺入杂质以后的半导体称为杂质半导体。根据掺入的杂质不同，分为N型半导体和P型半导体两种。P型半导体在硅（或锗）本征半导体中掺入微量3价元素，如硼，则形成P型半导体。同样只是在晶格中硅（或锗）原子位置被硼原子所代替。由于硼原子只有3个价电子，要与硅（或锗）原子形成4个共价键结构，还少一个价电子，就形成一个空穴。杂质半导体本征半导体及杂质半导体空穴是失去电子形成的，电子带负点，所以空穴是带正电的。这种以空穴导电为主的半导体就叫做P型半导体