[工学]模拟电子技术基础第4版第1章-半导体基础知识.pdfVIP

第一章 半导体二极管和三极管 hch a tsin hua.edu.cn 第一章 半导体二极管和三极管 §1.1 半导体基础知识 §1.2 半导体二极管 §1.3 晶体三极管 hch a tsin hua.edu.cn §1 半导体基础知识 一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN 结的形成及其单向导电性 四、PN 结的电容效应 hch a tsin hua.edu.cn 一、本征半导体 1、什么是半导体？什么是本征半导体？ 导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电 子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。 绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原 子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导 电。 半导体－－硅（Si）、锗（Ge ），均为四价元素，它们原 子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 无杂质 稳定的结构 hch a tsin hua.edu.cn 2、本征半导体的结构 共价键 由于热运动，具有足够能量 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置，称为空穴 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 动态平衡 一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升 高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空 穴对的浓度加大。 hch a tsin hua.edu.cn 3、本征半导体中的两种载流子 运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。 两种载流子 为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？ hch a tsin hua.edu.cn 二、杂质半导体 1. N型半导体 多数载流子