半导体及二极管 ppt课件.ppt

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1、半导体二极管及基本电路半导体的基本知识PN结的形成及特性半导体二极管特殊二极管★二极管基本电路分析膀径蕾叛刻汇去侍富拢乎椅恶捉此袄仪韭喧肉唱萍故按塔祁缮开棒痴榷岿1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)半导体的基本知识本征半导体、空穴及其导电作用杂质半导体根据物体导电能力(电阻率)的不同，划分为导体、绝缘体和半导体。半导体的电阻率为10-3～109cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。半导体的特点：1）导电能力不同于导体、绝缘体；2）受外界光和热刺激时电导率发生很大变化——光敏元件、热敏元件

2、；3）掺进微量杂质，导电能力显著增加——半导体。半导体的基本知识缮奉玻芒蛇扶鸥循镜唆意狙芬攒脆永革露筑轧琅姜借侨猛蒲饲岿策梢瘩喳1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)半导体的共价键结构硅和锗是四价元素，在原子最外层轨道上的四个电子称为价电子。它们分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。原子按一定规律整齐排列，形成晶体点阵后，结构图为：+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4返回像蒜腺赌坚挛礁啡障递德身裂都矫诱媚纪掺审槐浮睁琼玫芹坦讶阁汉馏冰1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)本征半导体、空穴及其

3、导电作用本征半导体——完全纯净的、结构完整的半导体晶体。载流子——可以自由移动的带电粒子。电导率——与材料单位体积中所含载流子数有关，载流子浓度越高，电导率越高。返回恨虽痪滥卉哎曳棘衡愚婚得瓷灌墟欣惭谴勃翌母逞括虱假此钢葡睦瑞茬圃1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)电子空穴对当T=0K和无外界激发时，导体中没有载流子，不导电。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子——本征激发。自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，这个空位为空穴。

4、+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。本征激发动画1-1空穴返回世寄蜒凤闪锭柑闽榜起矽淳缠峻周登涎糖矽见猪炯傅框欲患络瑰羹槛当隐1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)杂质半导体+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4N型半导体（电子型半导体）在本征半导体中掺入五价的元素(磷、砷、锑)多余电子，成为自由电子+5自由电子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。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入

5、杂质的本征半导体称为杂质半导体。返回+5译畏梳窥带皱眩顽宫舶旗恭评氮迸褥逮孔踢屯操绸隐首滤挣竹饱漆丝萍斟1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4+3P型半导体（空穴型半导体）在本征半导体中掺入三价的元素（硼）+3空穴空穴返回及娠砂弊控袋团冈收芍龄迅掷埃着蚤柿赔撅占滥哪桅及铆数陕毁寄医怠驱1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)N型半导体的多数载流子为电子，少数载流子是空穴；P型半导体的多数载流子为空穴，少数载流子是电子。例：纯净硅晶体中硅原子数为1022/cm3

6、数量级，在室温下，载流子浓度为ni=pi=1010数量级，掺入百万分之一的杂质（1/10-6），即杂质浓度为1022*（1/106）=1016数量级，则掺杂后载流子浓度为1016+1010，约为1016数量级，比掺杂前载流子增加106，即一百万倍。返回嗅桌瑟帛学单粟栅潍境让聪诈随茫舞视替晨么披莎酪婿孔雏棵账葡涝谰熟1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)PN结的形成及特性PN结的形成及特性PN结的单向导电性PN结的形成哥烩通锭咆御穷达叛础今郑积疯绕嘘彰乘这挫卸悟壹蹬游拒豺柿瞎黎悠镰1半导体及二极管(2)1半导体及

7、二极管(2)PN结的形成在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。内电场促使少子漂移内电场阻止多子扩散因浓度差多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区空间电荷区形成内电场动画+五价的元素--三价的元素产生多余电子产生多余空穴乐椎馅庐免个池痞张愉仆薯酷辊烬柜肄醉网逆躁死黔胜嚷椭芋淫员血菊涎1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)PN结的单向导电性(1)PN结加正向电压外加的正向电压，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是,内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大

8、于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏。动画康砰戎骤伙登政枉赠垣父驶琼樟隙躺粕靡诧婿锯田挪腮搐脓玖寒乒峨邵爪1半导体及二极管(2)1半导体及二极管(2)外加反向电压,方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电