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文档简介

1、 2.1 半导体的基本知识 2.2 PN结的形成及特性 2.3 半导体二极管第二章 半导体二极管及其基本电路 2.5 特殊二极管 2.4 二极管基本电路1 1. 半导体材料2.1 半导体的基本知识 半导体的导电能力介于导体、绝缘体之间，其导电性能还有其独特的特点。常用的半导体材料有： 元素半导体：硅（Si）和锗（Ge） 化合物半导体：砷化镓（GaAs）等 导体 纯 净（本征）半导体 物质分类 半导体（导电能力） 绝缘体 杂质半导体本征半导体 化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。22. 半导体共价键结构（硅） 硅和锗是四价元素，在原子最外层轨道上的四个电子称为价电子。它们分别与周围

2、的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。(a) 硅晶体的空间排列(b) 共价键结构平面示意图+4+4+4+4+4+4+4+4+433.本征激发 当半导体处于热力学温度0K时，其中只有束缚电子。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。这一现象称为本征激发，也称热激发。 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性，其正电量与电子的负电量相等，人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。本征激发4 自由电子和空穴都称为载流子，自由电子的

3、定向运动形成了电子电流，空穴的定向运动也可形成空穴电流，它们的方向相反。只不过空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。电子空穴移动5二.杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 1. N型半导体 N型半导体中掺入5价元素(磷P). 多数载流子(多子)是电子，主要由掺杂形成；少数载流子(少子)是空穴，由热激发形成。62. P型半导体 P型半导体中掺入3价元素(硼B).多子是空穴，主要由掺杂形成；少子是电子,由热激发形成。N型半导体结构简图P型半导体结构简图 应该注意到，半导体中的正负电荷是相等的，因此保持电中性。7 3. 杂质对半导体导电性的影响 掺入杂质对本征半导体的导电性有很大的影响，一些典型的数据如下: T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度: n = p =1.41010/cm31 本征硅的原子浓度: 4.961022/cm3 3以上三个浓度基本上依次相差106/cm3 。 2掺杂后 N 型半导体中的自由电子浓度: n=51016/cm38 本征半导体、杂质

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