半导体基础知识.ppt

1、半导体基础知识,一、物质的划分 自然界的各种物质就其导电性能来说、可以分为导体、绝缘体和半导体三大类。 1、导体：具有良好的导电特性，如铜、铝、银等。 2、绝缘体：几乎不导电，如橡胶、陶瓷、塑料等。 3、半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间，如硅、锗、硒等,二、半导体的作用和意义,半导体的发现可以追溯到上世纪的一八三几年，但是半导体的真正应用是上世纪中期，特别在1947年晶体管的发明到1958年集成电路的发现和设计研制成功，开辟了微电子的时代。我们今天用到的计算机空间任何一个地方都离不了半导体。比如说硅已经是大规模集成电路的基础元件，与所有的电气所有的光纤移动通信、人造卫星等等，密切相关。信息

2、时代的基础就是半导体，就是硅，用90以上的电子器件、组件和设备都是用硅材料做成的。,三、半导体与本课程的关系,1、本书所学的二极管、三极管、可控硅以及各种集成芯片都是由半导体材料做成的。 2、半导体的核心环节是-PN结 3、电子技术分为模拟电子技术和数字电子技术，而模拟电子技术主要就是讨论半导体器件二极管、三极管等的物理结构、工作原理、特性曲线以及由此元件构成的基本电路。,四、原子中的电子,电子在原子核外分层排布,原子结构示意图,部分原子结构示意图,原子的稳定结构,当原子的最外层电子数达到满电子时，原子就可以稳定存在。,若原子不处在稳定结构，将通过得、失电子达到稳定,五、P型半导体,P型半导体

3、指半导体中掺入三价元素杂质，如硅中掺入杂质硼，这样的半导体中多数载流子是空穴 。空穴带正（Positive）电荷 。,六、N型半导体,N型半导体指半导体中掺入五价元素杂质，如硅中掺入杂质磷，这样的半导体中多数载流子是电子。,电流、电压,第一个问题:一个物体为什么会带电? 比如将一个玻璃棒和一块皮革或者丝绸摩擦,玻璃棒就会带电. 我们先来看看,一个物体为什么不会带电.学过初中物理的都知道,物质的最基本构造单位是元素，而原子是元素保持其元素特性的最小粒子,原子又是由质子、中子和电子组成，原子核把的电子束缚在了轨道上。质子带正电，电子带负电，而中子不带点。一般情况下，原子里面的电子数和质子数相同，原

4、子处于电平衡状态，所以不带电。直到有外力让电子脱离轨道，让电子成为自由电子，或者有外力让原子核获得一个电子，失去电子的原子带正电，得到电子的原子带负电。这样通过施加适当的外力，电子就会从带负电的原子向带正电的原子运动。电子的这种运动就叫电流。这个外力就是能量，任何形式能把电子从原子中撞击出来的能量都可以产生电流。产生这种能量的六种最常见的办法就是摩擦、磁力、化学反应、光、热和压力。,第二个问题：什么是电流？电流又是怎么产生的。,书上的标准定义是：电流就是电荷的定向移动。换句话说，电子脱离原子，在导体中流动，从而产生电流。在第一个问题中，我们已经解决了如何让电子脱离原子，只要利用摩擦、磁力、化学

5、反应、光、热和压力所产生的能量让电子运动速度加快，就可以让电子脱离原子核的束缚。那如何让脱离了原子核束缚的电子能定向移动呢？我们来做一个假设，如果能把足够的电子加到导体的一端，而设法让导体的另一端缺少电子从而吸引电子，因为异性电荷相互吸引。如此导体中就能形成定性移动的电子流动。事实上电流就是如假设那般形成的，而如何才能够让这个假设成立呢！请看第三个问题。,第三个问题：什么是电压，什么是电压源,你可以把电压源想象成一种泵，它向导体的一端提供电子（负极），而让另一端吸收电子（正极），并驱使剩余电子进行循环。有了电压源就解决了第二个问题中的假设，如何让自由电子定向移动。现在又要提一个问题了，如何制作电压源？在回答这个提问前，先来解释几个概念。 1、什么是电势？一段导体，一端有正电荷，一端有负电荷，这种状态就存在一种势，叫电势。就如同地球吸引力会让苹果在树上会掉下来一样，电势会让导体一端的负电荷朝另一端的正电荷移动。2、什么是