中职电子技术教案

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1、一、半导体：1、半导体的导电性介于导体与绝缘体之间。2、导体：3、绝缘体二.本征半导体1、本征半导体：纯净晶体结构的半导体我们称之为本征半导体。常用的半导体材料有：硅和错。它们都是四价元素，原子结构的最外层轨道上有四个价电子，当把硅或错制成晶体时,它们是靠共价键的作用而紧密联系在一起。2、空穴：共价键中的一些价屯子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴，它带正电。3、空穴电流：在外电场作用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流；同时价电子也按一定的方向一次填补空穴，从而使空穴产生定向

2、移动，形成空穴电流。在晶体中存在两种载流子,即带负电自由电子和带正电空穴，它们是成对出现的。三：杂质半导体1、杂质半导体:在本征半导体中两种载流子的浓度很低，因此导电性很差。我们向晶体中有控制的掺入特定的杂质来改变它的导电性，这种半导体被称为杂质半导体。1)・N型半导体在木征半导体中，掺入5价元素，使晶体中某些原子被杂质原子所代替，因为杂质原子最外层有5个价电子，它与周围原子形成共价键后，还多余一个自由电子，因此使其中的空穴的浓度远小于自由电子的浓度。但是，电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一个常数，与掺杂无关。在N型半导体中自由电子是多数载流子，空

3、穴是少数载流子。2)・P型半导体在木征半导体中，掺入3价元素，晶体中的某些原子被杂质原子代替，但是杂质原子的最外层只有3个价电子，它与周围的原子形成共价键后，还多余一个空穴，因此使其中的空穴浓度远大于自由电子的浓度。在P型半导体中，自由电子是少数载流子，空穴使多数载流子。四、PN结一、PN结基础知识1、PN结：我们通过现代工艺，把一块本征半导体的一边形成P型半导体，另一边形成N型半导体,于是这两种半导体的交界处就形成了P—N结，它是构成其它半导体的基础，我们要掌握好它的特性!2：异形半导体接触现象1）扩散运动：在形成的P—N结中，由于两侧的电子和

4、空穴的浓度相差很大，因此它们会产生扩散运动（高浓度向低浓度扩散）:电子从N区向P区扩散；空穴从P去向N区扩散。因为它们都是带电粒子，它们向另一侧扩散的同时在N区留下了带正电的空穴，在P区留下了带负电的杂质离子，这样就形成了空间电荷区，也就是形成了电场（自建场）.它们的形成过程如图（1）,（2）所示㊀㊀O°O°㊀㊀oO㊀㊀P㊀㊀o㊀㊀CX-㊀㊀O㊀倉㊉、㊉—•㊉,㊉盲㊉——•㊉，㊉N㊉㊉，㊉，•㊉，㊉㊉㊉㊉㊀；;㊀㊀o°O：1O1O㊀㊀:㊀㊀O3I□㊀㊀丨㊀㊀P:空间电荷区㊉㊉［㊉㊉㊉㊉丨㊉•㊉㊉㊉［㊉㊉㊉㊉［㊉•㊉多教载流子的扩韻运动（1）空间自

5、建场的形成（2）2）漂移运动：在电场的作用下，载流子将作漂移运动，它的运动方向与扩散运动的方向相反，阻止扩散运动。电场的强弱与扩散的程度有关，扩散的越多，电场越强，同时对扩散运动的阻力也越大，当扩散运动与漂移运动相等时，通过界而的载流子为0。此时，PN结的交界区就形成一个缺少载流子的高阻区，我们又把它称为阻挡层或耗尽层。-：PN结的单向导电性我们在PN结两端加不同方向的电压，可以破坏它原来的平衡，从而使它呈现岀单向导电性。1.PN结外加正向电压PN结外加正向电压的接法是P区接电源的正极，N区接电源的负极。这时外加电压形成电场的方向与自建场的方向相

6、反，从而使阻挡层变窄，扩散作用大于漂移作用，多数载流子向对方区域扩散形成正向电流，方向是从P区指向N区。如图（1）所示外电场2.PN结外加反向电压它的接法与正向相反，即P区接电源的负极，N区接电源的正极。此时的外加电压形成电场的方向与自建场的方向相同，从而使阻挡层变宽，漂移作用大于扩散作用，少数载流子在电场的作用下，形成漂移电流，它的方向与正向电压的方向相反，所以又称为反向电流。因反向屯流是少数载流子形成，故反向电流很小，即使反向电压再增加，少数载流子也不会增加，反向屯压也不会增加，因此它又被称为反向饱和电流。即：Td-Ts夕卜电场©©©©©©㊉

7、㊉㊉㊉㊉㊉N此时，PN结处于截止状态，呈现的电阻为反向电阻，而且阻值很高。结论：PN结在正向电压作用下，处于导通状态，在反向电压的作用下，处于截止状态，因此PN结具有单向导电性。检测题1半导体中有两种载流子2空穴是()A纯半导体晶格中的缺陷B价电子脱离共价键后留下的空位3在P型半导体中，多数载流子是在N型半导体中，多数载流子是4温度升高后，在纯半导体中(!)自由电子和空穴数目都增多，且数量相同()(2)空穴增多，自由电子数不变()(3)自由电子增多，空穴数目不变()(4)自由电子和空穴数目都不变()5P型半导体是在纯半导体硅或错中加入以下物质后形

8、成的杂质半导体。(!)空穴()(2)三价元素硼()(3)五价元素磷()项目二半导体二极管一、二极管基础知识1、构成：半导体二极管是由PN