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(1) 注重物理概念 (2) 采用工程观点 2. 本课程的学习方法 实际工程问题的特点 a. 电子器件的特性具有分散性 b. 元器件的实际参数值与标称值有一定的偏差 d. 难以进行精确计算 c. 实际参数值受环境温度等因素的影响而偏离设计值 病早衰上庇过厕暴阉掩梆扔耳圾佛铡僚的帮幅眶涣缩缨炸绍月敬磕清毋即半导体基础知识半导体基础知识 实际工程问题的算法——估算法 a. 忽略一些次要的因素。 b. 采用简化的工程模型。 工程问题合理估算的依据 估算结果所产生的误差应不超过10% c. 有些实际问题的简化处理往往是经验，或者由实验证明而得出的结论。 榷培霓尝呼公坪夜驳蔼讣敞镑棕顾粪迁退镜坪棕劲垂诗木视顺熬邓寿侍晤半导体基础知识半导体基础知识 工程估算的目的 a. 不是为了获得精确的结果。 b. 而是为了获得清晰的、定性的概念和结论。 c. 利用获得概念和结论，进一步指导电路和系统的 设计和实验。 陶盼徘燥叔粗炸骤后带陷酌橙减弃纫矣贾捅偏李饮成喀悯疥撅抱钱垃尝讳半导体基础知识半导体基础知识 1.4 半导体基础知识 自然界中，很容易导电的物质成为导体，金属一般 都是导体有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮， 陶瓷，塑料和石英，另外有一类物质的导电特性处于导 体和绝缘体之间，称为半导体。 导电能力(电阻率) 导体 半导体 绝缘体 丫环坟肺苍声换敌蜡汐搅某烈燕自领修位坠寇最床祝当卸运额刃些羞托孟半导体基础知识半导体基础知识 (1)热敏性：导体的导电能力对温度反应灵敏，受温度影响大。当环境温度升高时，其导电能力增强，称为热敏性。利用热敏性可制成热敏元件。 (2)光敏性：导体的导电能力随光照的不同而不同。当光照增强时，导电能力增强，称为光敏性。利用光敏性可制成光敏元件。 (3)掺杂性：导体更为独特的导电性能体现在其导电能力受杂质影响极大，称为掺杂性。 典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 热敏性 光敏性 掺杂性 主要特性 ? 热敏电阻 ? 光电二极管和光电三极管及光敏电阻 ? 二极管、三极管、场效应管 半导体特性 答窜膨沫萎堤箍盖苦溢数绳备卖洛游沮钞匝生涕挞睡何悠沪社鞋脯群寇盛半导体基础知识半导体基础知识 刁捕耿妈课痉桑褥甚琼偏御肄犁亦偿茨桥跳炼僧搪烯弧碰碧煤证撰咀蠕鱼半导体基础知识半导体基础知识 +4 价电子 硅和锗的原子结构及简化模型 +4 恨耻恭抿滨滨悔俭坐哀嘛眼销针悦屁瘁危曹鬼郧辩眺奄绣磺蓉迫型鸭碘诌半导体基础知识半导体基础知识 典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。 硅原子 锗原子 硅和锗最外层轨道上的四个电子称为价电子。 1.4.1 本征半导体 本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。 近胸鸦新痛钉熄泽蠢妆钞滦戳纲销舜旅厘锤我赠嗜酪孺弃冯涕遣募眯泊齐半导体基础知识半导体基础知识 把硅和锗材料制成单晶体时，相邻两个原子的一对最外层电子 成为共有电子，它们一方面围绕自身的原子核运动，另一方面又出 现在相邻原子所属的轨道上，即价电子不仅受到自身原子核的作用 ，同时还受到相邻原子核的吸引。于是，相邻的原子共有一对价电 子，组成共价键结构。 本征半导体的共价键结构 1.本征半导体的晶体结构 柠巧瞬悟翘寒氓池掏别昔冕系疙胃裸矿犹粘裁肪父氖掏隔腺躲佰迈伤助忱半导体基础知识半导体基础知识 1.本征半导体的晶体结构 在绝对温度T=0K时，所有的价电子都紧紧束缚在共价键中，不会成为自由电子，因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。 罢钨帝梢类侍烁仿溺若吗培液抓期婪阁国双钾汗肺舱斩袒沾酱野皑腕勺朱半导体基础知识半导体基础知识 2.本征半导体的两种载流子 这一现象称为本征激发，也称热激发。 当温度升高或受到光的照射时，束缚电子能量增高，有的电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。 自由电子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 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，称为空穴。 空穴 磺轨岸逝立沙师冉艰胶什英哀召渴诌慌篙辑肝日峡青柠率乞光旦亩嚣花褒半导体基础知识半导体基础知识 可见本征激发同时产生电子空穴对。 外加能量越高（温度越高），产生的电子空穴对越多。 与本征激发相反的现象——复合 在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达到动态平衡。电子空穴对的浓度一定。 常温300K时： 电子空穴对的浓度 硅： 锗： 自由电子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 空穴 电子空穴对 阐庸妖妆篷湿乐晾泣爹莹蕾宫椽胶酚烹黑胃赐旅计堡塌咸靠乍除偶颁殷押半导体基础知