半导体二极管和三极管分解课件.pptVIP

第4章半导体二极管和三极管4.1半导体的基本知识4.2PN结4.3半导体二极管4.4稳压二极管4.5半导体三极管

第4章半导体二极管和三极管本章要求：一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和电流放大作用；二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；三、会分析含有二极管的电路。

4.1半导体的基本知识4.1.1半导体基础知识导体:自然界中很容易导电的物质.例如金属。绝缘体：电阻率很高的物质，几乎不导电;如橡皮、陶瓷、塑料和石英等。半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间的物质例如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等

半导体的导电特性：热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质（其他元素），导电能力明显改变

4.1.2本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。原子的组成：带正电的原子核若干个围绕原子核运动的带负电的电子且整个原子呈电中性。半导体器件的材料：硅（Silicon-Si）：四价元素，硅的原子序数是14，外层有4个电子。锗（Germanium-Ge）：也是四价元素，锗的原子序数是32，外层也是4个电子。

简化原子结构模型1）最外层四个价电子。原子核SiGe价电子图硅和锗的简化原子模型

共价键:由相邻两个原子各拿出一个价电子组成价电子对所构成的联系。SiSiSi价电子Si共价健晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价键中的两个电子，称为价电子。

本征半导体的导电机理自由电子价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。SiSiSiSi空穴这一现象称为本征激发。温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。价电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中又产生新的空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。

半导体材料在外电场的作用下，自由电子和空穴按相反方向运动。(1)自由电子作定向运动?电子流(2)价电子递补空穴?空穴流空穴的运动实+4+4+4+4+4+4+4+4+4质上是价电子填补空穴而形成的。B自由电子共价键CA空穴晶体共价键结构平面示意图

自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时，另一方面，自由电子在运动过程中能量减少，又成为填补空穴恢复共价键，这个过程称为载流子的复合。在一定外界条件下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。注意：(1)本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；(2)温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。

4.1.3N型半导体和P型半导体在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。在常温下即可掺入五价元素变为自由电子掺杂后自由电子数SiSi多余目大量增加，自由电电子导电成为这种半导p+SiSi子体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。磷原子失去一个电子变为正离子在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

P型半导体掺入三价元素空穴SiSi掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或P型半导体。BSiSi–硼原子接受一个电子变为负离子在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。

归纳1、杂质半导体中两种载流子浓度不同，分为多数载流子和少数载流子（简称多子、少子）。2、N型半导体中电子是多子，空穴是少子；P型半导体中空穴是多子，电子是少子。3、杂质半导体中多数载流子的数量取决于掺杂浓度，少数载流子的数量取决于温度。4、杂质半导体中起导电作用的主要是多子。

杂质半导体的示意表示法－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体N型半导体

4.1.4载流子的漂移运动和扩散运动(1)漂移运动（DriftMovement）有电场力作用时，少数载流子（电子或空穴）便产生定向运动，称为漂移运动。载流子的漂移运动产生的电流称为漂移电流。

（2）扩散运动（DiffusionMovement）当半导体受光照射或有载流子从外界注入时，半导体内载流子浓度分布不均匀。这时载流子便会从浓度高的区域向浓度低的区域运动。由于浓度差而引起的定向运动称为扩散运动，载流子扩散运动所形成的电流称为扩散电流。

4.2PN结4.2.1PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了