模拟电子技术基础教学课件 作者 任英玉第1章半导体二极管及其应用电路1.1半导体基础知识.ppt

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1、1.1半导体基础知识1.1半导体基础知识1.2PN结及其特性1.3半导体二极管1.4特殊二极管半导体：导电性介于导体与绝缘体之间的物质为半导体。如：硅、锗等元素。绝缘体：价电子受原子核的束缚力很强，不易导电。如：惰性气体、橡胶等。导体：价电子容易失去，在外电场作用下易产生定向移动，形成电流。如：铜、铁、镁、钾等金属元素等低价元素。第1章半导体二极管及其应用电路根据物体导电能力(电阻率)的不同，划分导体、绝缘体和半导体。1.1.1半导体特性1.1.2本征半导体1.1.3杂质半导体1.1半导体基础知识1.1半导体基础知识回顾以往的知识：（1）硅（Si）和锗（Ge

2、）是四价元素，在原子最外层轨道上的四个电子称为价电子。（2）它们分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。（3）共价键中的价电子为这些原子所共有，在空间形成排列有序的晶体。原子结构简化模型硅原子结构模型锗原子结构模型1.1半导体基础知识硅原子空间排列及共价键结构平面示意图(a)硅晶体的空间排列(b)共价键结构平面示意图(c)原子结构简化模型1.1.1半导体的特性典型的半导体材料有：元素半导体：硅（Si）和锗（Ge）化合物半导体：砷化镓(GaAs)半导体与导体结构上的共同点和不同点1.1半导体基础知识1.1.2本征半导体无杂质本征半导体是一种完全纯净、结构完整的

3、半导体晶体。稳定的结构出现自由电子和空穴导电粒子在绝对零度(0K)下，所有价电子都被原子核束缚在共价健上，而不能自由运动，所以相当于绝缘体。本征激发：当温度升高或受到光的照射时，价电子获得能量，有的价电子可以成为自由电子。这一现象称为本征激发，也称热激发。共价键自由电子的产生使共价键中留有一个空位置，称为空穴价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子1.1半导体基础知识本征激发和复合的过程1.1半导体基础知识本征半导体特点：自由电子浓度=空穴浓度叫自由电子空穴对激发和复合的概念在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是

4、三价或五价元素。N型半导体特点：多子是自由电子,它由杂质原子和热激发提供；少子是空穴,由热激发形成。杂质原子失去电子变成杂质正离子五价杂质原子称为施主杂质多子磷（P）1.N型半导体1.1半导体基础知识1.1.3杂质半导体发生的物理过程：掺杂激发热激发2、P型半导体P型半导体特点：空穴是多子，由掺杂激发和热激发形成；电子是少子，由热激发形成。三价杂质原子变成杂质负离子，三价杂质原子称为受主杂质。多数载流子硼（B）1.1半导体基础知识1.1.3杂质半导体从内部结构特点综合分析本征半导体和杂质半导体