半导体的主要特征PPT精选文档

1，1.1半导体的主要特征，2，1.1.1本征半导体，导体：自然界中容易导电的物质称为导体，金属通常是导体。绝缘体：有些物质几乎不导电，被称为绝缘体，如橡胶、陶瓷、塑料和应时。半导体：另一种导电率介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物和氧化物。(1)导体，半导体和绝缘体，(2)原子结构，平面结构，三维结构的示意图，(1)本征半导体，本征半导体是完全纯的半导体，共价键，价电子，本征半导体被加热或照射，本征激发产生电子和空穴，自由电子，空穴和电子-空穴对被产生，(2)电子-空穴复合，对消失，动画10，本征激发成对产生空穴和自由电子。当他们相遇并复合时，他们成双成对地消失了。综上所述，空穴浓度(np)=电子浓度(nn)，当温度T恒定时，npnn=K(T)，K(T)温度相关常数，在外部电场的作用下、价电子填充空穴并移动空穴。空穴电流的形成，动画19，(1)半导体中有两种载流子，这是半导体和金属传导原理的本质区别。a .电阻率大，(2)本征半导体的特性，b .电导率随温度变化很大，概括地说，本征半导体不能直接用于半导体器件，1.1.2N型半导体和p型半导体是通过在本征半导体硅或锗中掺杂微量的其它适当元素而形成的，根据掺杂的不同，杂质半导体分为(1)N型半导体，掺杂有五价杂质元素(如磷和砷)的杂质半导体， 掺杂有少量五价杂质元素磷、一个额外电子、一个正离子、大量自由电子和半导体中产生的正离子，动画26，c。电子是多数载流子，缩写为子； 空穴是少数载流子，缩写为少数载流子。因为电子带负电荷，所以半导体被称为N型(负型)或电子型。由于杂质的掺杂会产生电子，也称为施主杂质。硼氮型半导体中产生了大量的(自由)电子和正离子。综上所述，d.npnn=K(T)，通过将少量五价杂质元素掺杂到本征半导体中形成N型半导体。(2)P型半导体，其中三价杂质元素如硼被掺杂到本征半导体中。半导体行业有一个空缺。负离子在半导体中产生。半导体中会产生大量的空穴和负离子。动画33。空穴是多数载流子，电子是少数载流子。因为空穴带正电，这种类型的半导体被称为P型(正)或空穴型半导体。杂质被称为受体杂质，因为它接受电子。磷型半导体是通过在本征半导体中掺杂少量三价杂质元素而形成的。硼磷型半导体产生大量空穴和负离子。摘要，d npnn=k (t)。当三价元素的密度大于五价元素的密度时，n型可以转化为p型；在杂质半导体的转变中，当掺杂的五价元素的密度大于三价元素的密度时，P型可以转变为N型。掺杂杂质的浓度决定了大多数载流子的浓度。温度决定少数载流子的浓度。3.杂质半导体整体上保持电中性。4.杂质半导体的表示方法如下图所示。杂质半导体中的载流子数量比本征半导体中的多得多，因此它的导电性大大提高。(一)氮型半导体，(二)磷型半导体，杂质半导体简化表示，37。半导体单晶的一侧被掺杂到P型半导体中，而另一侧被掺杂到N型半导体中。一种特殊的薄层，称为PN结，形成在两个区域的交界处。图1。PN结的形成，1。PN结的形成，1.1.3PN结及其单侧导电性，38，39。m由于扩散运动，P区和N区之间的界面缺少多数载流子，形成内部电场，从而阻止扩散运动。内部电场将空穴从N区移动到P区，并将自由电子从P区移动到N区。41、PN结加直流电压导通：耗尽层变窄，扩散运动加剧，由于外部电源的作用形成扩散电流，PN结处于导通状态。PN结加反向电压截止：耗尽层变宽以防止扩散运动，这有利于漂移运动并形成漂移电流。因为电流很小，所以可以近似认为是关断的。PN结的单向导电性是必要的吗？扩散和漂移之间的动态平衡，扩散运动增加了空间电荷区，扩散电流逐渐减小；随着内部电场的增加，漂移运动逐渐增加。当扩散电流等于漂移电流时，PN结总电流等于零，空间电荷区宽度稳定。对称结，即扩散运动和漂移运动达到动态平衡。不对称结，42，图1.1.7PN结截止当施加反向电压时，反向电流也称为反向饱和电流。它对温度非常敏感。随着温度的上升，信息系统将急剧增加。43，当PN结正向偏置时，环路中会产生较大的正向电流，PN结处于导通状态；当PN结反向偏置时，环路中的反向电流非常小，几乎等于零，PN结处于关断状态。PN结具有单向导电性。44、45、1.1.4具有特殊特性的半导体器件。敏感电阻是指电阻特性对外部温度、电压、机械力、亮度、湿度、磁通量密度、气体浓度等物理量敏感的电阻元件。它们通常用于检测和控制相应物理量的装置中，并且是自动检测和控制中不可缺少的部件。根据输入和输出的关系，敏感电阻可分为“慢变”和“突变”。热敏电阻通常由半导体材料制成，如单晶或多晶。它们是以钛酸钡为主要原料，辅以微量的锶、钛、铝和其他化合物制成的。它是一种电阻值随温度变化的电阻。它可分为负温度系数(MF)和正温度系数热敏电阻(MZ)，负温度系数(MF)的电阻值随温度的升高而减小，正温度系数热敏电阻()的电阻值随温度的升高而增大，变化缓慢，变化剧烈。主要用于温度测量、温度控制(电磁炉温度控制)、火灾报警、气象探测、微波和激光功率测量、无线电温度补偿和电视消磁限流电阻。它的符号是：47，B光敏电阻(MG)。光敏电阻是通过在玻璃上涂覆光敏材料并引出电极而制成的。对特定光源敏感的光敏电阻可以根据不同的材料制成。它是由半导体光敏效应制成的元件。电阻随着入射光的强度而变化。光线越强，阻力越小。无光照时，呈现高阻态，电阻可达1.5M以上。当受到光照射时，材料激发自由电子和空穴，其电阻值降低。随着光强的增加，电阻值可以小到1k或更小。例如，主要材料是硫化镉的可见光致抗蚀剂被用于光电控制。红外光敏电阻的主要材料是硫化铅，用于导弹和卫星监控。它的符号是：48。变阻器是一种以氧化锌为主要材