极管和二极管的基本结构

《极管和二极管的基本结构》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、极管和二极管的基本结构半导体器是由设计多突…的优点，例如体积小、苴皱轻、耗电少、寿命长、T作可靠等，被广泛应用．本章将辛要介鲋最常川的半导体器件——：极管和二极管的基本结构原理,及手要参数。PN结足构成’导体器什的站础，而首先介纠PN结的形成及其导电特一陀，半导体的导电特性及PN结的形成臼然界中的物质，按州其导电眭能町分为导体、绝缘体和半导体·娄。导体的导电性能根强，例如铜、铝、铁等金属，绝缘体的导电匪能极差，例如塑料、橡胶，陶瓷等，而半导体的导电能力介卜导体贴片钽电容和绝缘体之问，如硅、锗、硒以及一些硫化物等都足半导体。半导体的导电能山杠司的条件有很大的差别。有的导

2、体对温度很敏感，可“做成热敏元件；自的对光照很敏感，可以做成光敏兀件。而杠纯净的半导体中掺人微世的某种杂质后，’的导电能山会人人增蜢，增加几厅、儿甚下百万倍。利用选特胜可以做成各种半导体器件瑚】一极管、-极管、晶闸管等。半导体的这此导电特陀是由半导体材料的原于结构和蝌丁之n』的结台方式决定的。本征半导体在制造半导体器件巾应用最多的材料是硅和锗，它们都足叫价元索，原r最卦层有旧个价电于。将硅提纯托成申晶体时，硅原子排列很祭卉，彼此之间的距离也相等，其结构圻意图，每个原周围相邻的哪个原于组成』0价键结构，即每两个相邻的原子都自一对价于这种纯净的、具有啦晶结构的、导博称为奉

3、征半导体。单晶硅的原手结构成、意珂在共价键鼎构小，原干最外层虽然有八个电丁，世不像绝缘，的价电子被束缚得那样紧，闪此，在温度升岛或受光”褂，有少量价电子获得定能量（热激发）之后会挣脱博子桉带成为自由电子同叫扯原来位竹』。热激励产半的电子卒对剐个空位，称为空几，可以想象，每有T491C107K006AT个束电子变为自由电子，必然同时出现一个夺穴称之为丁空穴别。于空穴是共价键失去电子之后出现的，因此空穴带币电。一个共价键中出现了卒穴，租容易性附近另一』价雠巾的电于移过来填亢，从而往移出电子的其价键中又出现空穴．已也可以爵…其相邻原子中的价电了米填充，如此继续进行，就表现为

4、一廿正电阳卒穴在移动。因此，在半导体两端外电压时，会出现曲部分电流一部分是带负电的自由电子定向移动肜成的电子电流；另一部分是价电子填补空穴所形成的空穴电流。斟此，电子和卒穴统称为半导体扣的载流丁。拒半导伴中，电子与空穴同叫参与导电，半导体小的电流是电子}氘与宅穴流的总和，这就是半导作与金属在导电机理上的本质差别在半导体巾，自由子如果同空穴相遇，就释放出啦收的能量而填充到空穴巾，这个过程称为复台。A毕导体日一激发日l复合营是不断地进行，定温度激发复合达到动态平衡，载流于数量强率一定，温度越高，电于空穴对数量越多，牛导体导电能力越强？所以半导体的导电眭能受温度影响根人。N

5、型半导体和P型半导体室温下车征半导体的电子牵几对数艟檄少，导电能力很低。转凄提高半导体的导电能力必须人为地增加载流了数量，其方法是在本征导体中掺人微量有用的杂质（某种兀录）。掺八杂质后的半导体（称为杂质半拧体）根据杂质，分为Ⅳ型半导体和P剐半导体+i121N型半导体如果在硅（或渚）的单晶体中掺人微蚰的五价元素磷（或锑），则在磷(P)脒丁同周罔四个硅原子组成的共价键结构中，只需外层叫个价电子，多余的筇五个价电子很容易挣脱源子核的束缚，成为山电于，从而使自由l巳子的数量相应地增加，而空穴的数盛贴片钽电容仍然极少。这种杂质半导体中多数为电子，少数城流予为空穴，罔此称为电f型

6、半导体，叉称N型半导体。在半导体中，由TT(价元索磷提供了自由电丁，吲而称磷原了为施宅原子施{．原于是小能移璃于，卫称施主正离子，自由电千（矸Th自电荷JO砸主离子（币日动正电荷蚓1—3Ⅳ型半导体曲鼎体结构另一类杂质半导体是在硅单晶体中掺人微量三价元素硼（或铝），在删(B)原子同周围四个相邻的硅原子组成的共价键结构中，因硼原于只有三个价电子而出现空穴，一个电场，其方向是从带正电的区指向带负电的区，如留1-7fb)所示。由于这个电场足戴流_F托浓度上的差异而产生的散匡动形成的，不是外Ⅲ的，故称内电场或】址『场。山于内【场对多数拭流于的继续#r散起虹碍作用，所以空荷区又称

7、阻挡层。另一负面1，根据内[U场西【与电子空，÷带电般一陛关系，山I毡场还以推动P区少数戴滴子电子和N医少数戴流子空穴，越过空间电荷区，进八对方区域：这种少数娥流了在也场的作用下有规则旧运动称为漂移运动，而漂移运动的方川与自敞运动方向相反从NLXu移刮P区的卒穴补觅了交界面附近P区失去的卒穴，而从P匠漂移到N区的电子补充了交界面附近N区所失去的电了：因此，漂移运动的作用正好与扩散运动的作州相反，使空间电荷睦（PN结）蹙乖。于是在一定条件F，多教戴流子旧扩散运曲减弱而少数载沆子的溧移运动加强，最^扩散运动和腰移运动达到动态平衡后，于是空间电荷区的宽度不