半导体的分类.ppt

教学四部 田维娜 半导体的分类 物质按导电能力分为哪几种 代表物质都有哪些 复习 一 导体 容易导电的物质 例 金属 石墨 人体 大地 食盐水溶液等 常见的导体 二 绝缘体 不容易导电的物质 例 塑料 玻璃 橡胶 陶瓷 干木头 油 干燥的空气等 常见的绝缘体 三 半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间 常见的半导体材料 硅 锗主要应用于 电子工业 计算机主机板 半导体的分类 1 按半导体材料分 新授课 半导体的分类 纯净半导体 杂质半导体 本征半导体 空穴型半导体 电子型半导体 N型半导体 P型半导体 锗材料半导体 硅材料半导体 2 按是否掺入杂质分 纯净半导体 本征半导体 价电子 共价键 本征半导体结构示意图 完全纯净的 不含其他杂质且具有晶体结构的半导体称为本征半导体 将硅或锗材料提纯便形成单晶体 它的原子结构为共价键结构 价电子 共价键 图1 1 1本征半导体结构示意图 当温度T 0K 绝对零度 时 半导体不导电 如同绝缘体 第四版童诗白 9 纯净半导体 本征半导体 自由电子 图1 1 2本征半导体中的自由电子和空穴 空穴 若T 将有少数价电子克服共价键的束缚成为自由电子 在原来的共价键中留下一个空位 空穴 T 自由电子和空穴使本征半导体具有导电能力 但很微弱 空穴可看成带正电的载流子 10 纯净半导体 本征半导体 本征半导体中的载流子 纯净半导体 本征半导体 自由电子带负电 空穴带正电 电子 空穴对 电子电流 空穴电流 杂质半导体 电子型半导体 一 电子型半导体 Negative 12 N型半导体 自由电子 五价元素 5 杂质半导体 电子型半导体 一 电子型半导体 Negative 在硅或锗的晶体中掺入少量的5价杂质元素 即构成N型半导体 或称电子型半导体 常用的5价杂质元素有磷 锑 砷等 14 N型半导体 本征半导体掺入5价元素后 原来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代替 杂质原子最外层有5个价电子 其中4个与硅构成共价键 多余一个电子只受自身原子核吸引 在室温下即可成为自由电子 掺入的5价元素越多 形成的自由电子就越多 导电能力越强 电子称为多数载流子 简称多子 空穴称为少数载流子 简称少子 15 杂质半导体 电子型半导体 二 空穴型半导体 Positive 16 本征半导体结构示意图 P型半导体 空穴 三价元素 3 二 空穴型半导体 本征半导体掺入3价元素后 原来晶体中的某些硅原子将被3价杂质原子代替 杂质原子最外层有3个价电子 其中3个与硅构成共价键 多余一个空位 即空穴 掺入的3价元素越多 形成的空穴就越多 导电能力越强 空穴称为多数载流子 简称多子 电子称为少数载流子 简称少子 18 常见的三价杂质元素有 硼 铝 铟 二 空穴型半导体 说明 1 掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度 温度决定少数载流子的浓度 3 杂质半导体总体上保持电中性 4 杂质半导体的表示方法如下图所示 2 杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导体 因而其导电能力大大改善 a N型半导体 b P型半导体 图杂质半导体的的简化表示法 19 2 在纯净半导体中掺入 价元素可形成电子型半导体 也被称为 3 在纯净半导体中掺入 价元素可形成空穴型半导体 也被称为 4 在N型半导体中 是多子 在P型半导体中 是少子 1 导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质称为 常见的半导体材料是 课上练习 硅 锗 半导体 五 P型半导体 电子 电子 N型半导体 三 课后习题 画出本征半导体 电子型半导体和空穴型半导体的晶