半導(dǎo)體器件的特性ppt課件(已修改)
2025-05-18 12:44 本頁面
【正文】 第一章 半導(dǎo)體器件的特性 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 PN結(jié) 二極管 雙極型晶體管（ BJT） 場效應(yīng)管（ FET） 主要內(nèi)容及要求 基礎(chǔ)，必須掌握：基本概念，原理，特征曲線、參數(shù)，應(yīng)用等。 了解原理，掌握特征曲線、參數(shù)。 半導(dǎo)體材料： 物質(zhì)根據(jù)其導(dǎo)電能力 (電阻率 )的不同，可劃分 導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。 導(dǎo) 體： ρ10－ 4Ω/cm 絕緣體： ρ109Ω/cm 半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。 典型的元素半導(dǎo)體有硅 Si和鍺 Ge ，此外，還有 化合物半導(dǎo)體砷化鎵 GaAs等。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 半導(dǎo)體的原子結(jié)構(gòu)和簡化模型 元素半導(dǎo)體硅和鍺共同的特點：原子最外層的電子（價 電子）數(shù)均為 4。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 圖 硅和鍺的原子結(jié)構(gòu)和簡化模型 本征半導(dǎo)體 ： 純凈的且具有完整晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。 載流子： 物資內(nèi)部運載電荷的粒子。 本征激發(fā)： 在室溫或光照下價電子獲得足夠能量擺脫共價鍵的束 縛成為自由電子，并在共價鍵中留下一個空位 (空穴 )的過程。 空穴： 共價鍵中的空位。 復(fù)合： 自由電子和空穴在運動中相遇重新結(jié)合成對消失的過程。 動態(tài)平衡： 當(dāng)溫度 T一定時，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的自由電子空穴對 數(shù)目與單位時間內(nèi)因復(fù)合而消失掉的自由電子空穴對數(shù)目相等， 稱為載流子的動態(tài)平衡。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 金剛石結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 空穴 自由 電子 圖 硅單晶共價鍵結(jié)構(gòu) 圖 本征激發(fā)產(chǎn)生 電子－空穴對 半導(dǎo)體中的兩種載流子：自由電子，空穴。 兩種載流子導(dǎo)電的差異 ： ●自由電子在晶格中自由運動 ●空穴運動即價電子填補空穴的運動，始終在原子的共價鍵間運動。 結(jié)論： 1. 本征半導(dǎo)體中電子空穴成對出現(xiàn)，且數(shù)量少； 2．半導(dǎo)體中有電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電； 3．本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力弱，并與溫度有關(guān)。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 +5 +4 +4 +4 +4 +4 電子為多數(shù)載流子 空穴為少數(shù)載流子 載流子數(shù) ? 電子數(shù) 一、 N 型半導(dǎo)體 圖 N型半導(dǎo)體 正離子 磷原子 自由電子 多數(shù)載流子 少數(shù)載流子 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 +3 +4 +4 +4 +4 +4 電子 — 少子 載流子數(shù) ? 空穴數(shù) 二、 P 型半導(dǎo)體 空穴 — 多子 圖 P型半導(dǎo)體 硼原子 空穴 負(fù)離子 多數(shù)載流子 少數(shù)載流子 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 小結(jié) 本講主要介紹了下列半導(dǎo)體的基本概念： ? 本征半導(dǎo)體 ? 本征激發(fā)、空穴、載流子 ? 雜質(zhì)半導(dǎo)體 ? P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體 ? 受主雜質(zhì)、施主雜質(zhì)、多子、少子 PN結(jié)的形成 PN結(jié) 圖 載流子的 擴(kuò)散運動 圖 PN結(jié)的形成 過程： 1. 載流子的 濃度差 引起多子的 擴(kuò)散 ； 2. 復(fù)合使交界面形成 空間電荷區(qū) ； 阻止多子擴(kuò)散，引起少子 漂移 ； 4. 擴(kuò)散和 漂移 達(dá)到 動態(tài)平衡。 PN結(jié) PN結(jié)的單向?qū)щ娦? 一、外加正向電壓 外電場使多子向 PN 結(jié)移動 ,中和部分離子使空間電荷區(qū)變窄，擴(kuò)散運動加強，形成了一個流
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