电子的技术基本课程.pptVIP

黄河水利职业技术学院 曾令琴 补充：电路分析的一些基本知识 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 ＋4 三价元素硼(B) B + 掺入硼杂质的硅半导体晶格中，空穴载流子的数量大大增加。因此空穴是这种半导体的导电主流。 一般情况下，杂质半导体中的多数载流子的数量可达到少数 载流子数量的1010倍或更多，因此，杂质半导体比本征半导体 的导电能力可增强几十万倍。 掺入三价元素的杂质半导体，由于空穴载流子的数量大大于自 由电子载流子的数量而称为空穴型半导体，也叫做P型半导体。 在P型半导体中，多数载流子是空穴，少数载流子是自由电 子，而不能移动的离子带负电。 － 不论是N型半导体还是P型半导体，其中的多子和少子的 移动都能形成电流。但是，由于多子的数量远大于少子的 数量，因此起主要导电作用的是多数载流子。 注意： 掺入杂质后虽然形成了N型或P型半导体，但整个半 导体晶体仍然呈电中性。 一般可近似认为多数载流子的数量与杂质的浓度相等。 P型半导体中的空穴多于自由电子，是否意味着带正电？ 自由电子导电和空穴导电的区别在哪里？空穴载流子的形成是否由自由电子填补空穴的运动形成的？ 何谓杂质半导体中的多子和少子 ？N型半导体中的多子是什么？少子是什么？ 5. PN结及其形成过程 PN结的形成 杂质半导体的导电能力虽然比本征半导体极大增强，但它 们并不能称为半导体器件。在电子技术中，PN结是一切半导 体器件的“元概念”和技术起始点。 在一块晶片的两端分别注入三价元素硼和五价元素磷 + + + + + + + + + + + + + + + + － － － － － － － － － － － － － － － － P区 N区 空间电荷区 内电场 动画演示 PN结形成的过程中，多数载流子的扩散和少数载流子的漂移共存。开始时多子的扩散运动占优势，扩散运动的结果使PN结加宽，内电场增强；另一方面，内电场又促使了少子的漂移运动：P区的少子电子向N区漂移，补充了交界面上N区失去的电子，同时， N区的少子空穴向P区漂移，补充了原交界面上P区失去的空穴，显然漂移运动减少了空间电荷区带电离子的数量，削弱了内电场，使PN结变窄。最后，扩散运动和漂移运动达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本稳定，即PN结形成。 PN结内部载流子基本为零，因此导电率很低，相当于介质。 但PN结两侧的P区和N区导电率很高，相当于导体，这一点和 电容比较相似，所以说PN结具有电容效应。 6. PN结的单向导电性 PN结反向偏置时的情况 PN结的单向导电性 PN结的上述“正向导通，反向阻断”作用，说明它具有单向 导电性，PN结的单向导电性是它构成半导体器件的基础。 由于常温下少数载流子的数量不多，故反向电流很小，而 且当外加电压在一定范围内变化时，反向电流几乎不随外加 电压的变化而变化，因此反向电流又称为反向饱和电流。反 向饱和电流由于很小一般可以忽略，从这一点来看，PN结对 反向电流呈高阻状态，也就是所谓的反向阻断作用。 值得注意的是，由于本征激发随温度的升高而加剧，导致 电子—空穴对增多，因而反向电流将随温度的升高而成倍增 长。反向电流是造成电路噪声的主要原因之一，因此，在设 计电路时，必须考虑温度补偿问题。 PN结中反向电流的讨论 2. 半导体受温度和光照影响，产生本征激发现象而出现电子、空穴对；同时，其它价电子又不断地 “转移跳进”本征激发出现的空穴中，产生价电子与空穴的复合。在一定温度下，电子、空穴对的激发和复合最终达到动态平衡状态。平衡状态下，半导体中的载流子浓度一定，即反向电流的数值基本不发生变化。 1. 半导体中少子的浓度虽然很低 ，但少子对温度非常敏感，因此温度对半导体器件的性能影响很大。而多子因浓度基本上等于杂质原子的掺杂浓度，所以说多子的数量基本上不受温度的影响。 4. PN结的单向导电性是指：PN结的正向电阻很小，因此正向偏置时多子构成的扩散电流极易通过PN结；同时PN结的反向电阻很大，因此反向偏置时基本上可以认为电流无法通过PN结。 3. 空间电荷区的电阻率很高，是指其内电场阻碍多数载流子扩散运动的作用，由于这种阻碍作用，使得扩散电流难以通过空间电荷区，即空间电荷区对扩散电流呈现高阻作用。 学习与归纳 1.2 半导体二极管 把PN结用管壳封装，然后在P区和N区分别向外引出一 个电极，即可构成一个二极管。二极管是电子技术中最基 本的半导体器件之一。根据其用途分有检波管、开关管、 稳压管和整流管等。 硅高频检波管 开关管 稳压管 整流管 发光二极管 电子工程实际中，二极管应用得非常广泛，上图所示即为各类二极管的部