《极管三极管》PPT课件

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1、《电工学II》多媒体教案宁夏大学机械工程学院1第14章半导体二极管和三极管§14.1半导体的基本知识§14.2PN结§14.3半导体二极管§14.4稳压二极管§14.5半导体三极管§14.6光电器件2半导体的特点半导体的优点（与电子真空管相比）1、体积小，重量轻；2、耗电省；3、成本低。缺点：1、受温度影响大；2、参数离散。3§14.1半导体的导电特性导体、半导体和绝缘体1、很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。2、有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。3、导电特性处于导体和绝缘体之间的物质，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。4一种物

2、质的导电性能取决于它的载流子密度（浓度）。5（1）通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。（2）完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。（3）在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。14.1.1本征半导体特点：6本征半导体的结构特点GeSi通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。7本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子

3、与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。硅和锗的晶体结构：8硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子9共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+410本征半导体的导电机理在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子，它的导电能力为0。半导体的导电机理不

4、同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。比如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。11在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。1、热激发12本征半导体的导电机理13本征半导体的导电机理空穴吸引邻近价电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，因此可以认为空穴是载流子。空穴导电：142、自由电子和空穴总是成对出现，同时又不断复合。3、在一定温度下，电子空穴对的产生和复合达到动态平衡，于是半导体中的载流子数目便维持一定。特点：1、半导体有

5、两种载流子：自由电子和空穴15温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体中电流由两部分组成：1.自由电子移动产生的电流。2.空穴移动产生的电流。16+4+4+5+4N型半导体多余电子磷原子掺杂浓度为百万分之一：电子浓度增加：14.1.2掺杂半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。17N型半导体N型半导体中的载流子是什么？结论：1、掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度。2、自由电子浓度远大于空穴浓度。多数载流子（多子

6、）自由电子少数载流子（少子）空穴。18+4+4+3+4空穴P型半导体硼原子19特点：1、P型半导体：本征半导体中掺入三价元素。2、P型半导体中多子空穴，少子电子。20杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。21§14.2PN结一、PN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PN结。22P型半导体－－－－－－－

7、－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。空间电荷区，也称耗尽层。23漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。24－－