模拟电子技术 第1章

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1、1.1.1PN结的形成1半导体二极管及其应用1.1PN结半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间。最常用的半导体材料：物体根据其导电能力（电阻率）分半导体绝缘体导体锗硅+14284Si硅原子结构示意图+322818Ge锗原子结构示意图4原子结构示意图平面结构立体结构SiSiSiSiSiSiSiSiSi1.本征半导体本征半导体就是完全纯净的半导体。SiSiSiSiSiSiSiSiSi共价键价电子SiSiSiSiSiSiSiSiSi本征激发产生电子和空穴自由电子空穴SiSiSiSiSiSiSiSiSi电子、空穴

2、成对产生SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi电子、空穴成对产生电子、空穴成对复合本征激发使空穴和自由电子成对产生。相遇复合时，又成对消失。小结：空穴浓度（np)=电子浓度(nn)温度T一定时np×nn=K(T)K(T)——与温度有关的常数SiSiSiSiSiSiSiSiSi在外电场作用下USiSiSiSiSiSiSiSiSiU电子运动形成电子电流SiSiSiSiSiSiSiSiSiUSiSiSiSiSiSiSiSiSiUSiSiSiSiSiSiSiSiSiUSiSiS

3、iSiSiSiSiSiSiU价电子填补空穴而使空穴移动，形成空穴电流在半导体中有两种载流子这就是半导体和金属导电原理的本质区别。a.电阻率大。本征半导体的特点：b.导电性能随温度变化大。不能在半导体器件中直接使用。小结：带正电的空穴带负电的自由电子2．掺杂半导体在本征半导体硅或锗中掺入微量的其它适当元素后所形成的半导体。根据掺杂的不同，杂质半导体分为N型导体P型导体（1）N型半导体掺入五价杂质元素（如磷、砷）的杂质半导体。SiSiSiSiSiSiSiSiSi掺入少量五价杂质元素磷PSiSiSiSiSiS

4、iSiSiSiP多出一个电子++++++++++++++++++++++++++++++++++++产生了大量的自由电子产生了大量的正离子(2)P型半导体在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼等:SiSiSiSiSiSiSiSiSiBSiSiSiSiSiSiSiSiSiBSiSiSiSiSiSiBSiSi出现了一个空位SiSiSiSiSiSiBSiSi出现了一个空穴产生了大量的空穴------------------------------------产生了大量的负离子N+++++++++++++++++

5、+++++++++++++++++++N++++++++++++++++++++++++++++++++++++以N型半导体为基片通过半导体扩散工艺3.PN结的形成使半导体的一边形成N型区，另一边形成P型区N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------（1）在浓度差的作用下，电子从N区P向区扩散N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P---------------

6、-------------------在浓度差的作用下，空穴从P区向N区扩散N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------在浓度差的作用下，两边多子互相扩散。在P区和N区交界面上，留下了一层不能移动的正、负离子小结：N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------PN结空间电荷层N++++++++++++

7、++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------形成内电场内电场方向N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------PN结一方面阻碍多子的扩散N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------另一方面加速少子的漂移N++++++++++

8、++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------势垒U0形成电位势垒N++++++++++++++++++++++++++++++++++++--P----------------------------------当扩散与漂移作用平衡时a.流过PN结的净电流为零。b.PN结的厚度一定（约几个微米）。c.接触电势一定（约零点几伏）。N+++++++++++++++