pn結(jié)原理及制備工藝(ppt38頁(yè))-全文預(yù)覽
【正文】 ，磷原子失去電子變成正電荷，硼原子得到電子變成負(fù)電荷，形成內(nèi)部電場(chǎng)阻止多子的擴(kuò)散。所謂空穴的移動(dòng)，其實(shí)是這些電子在移動(dòng)，方向相反，我覺(jué)得這一點(diǎn)和導(dǎo)體內(nèi)電流方向與自由電子移動(dòng)相反差不多。因?yàn)閮?nèi)電場(chǎng)的方向與電子的擴(kuò)散方向相同，與空穴的擴(kuò)散方向相反，所以它是阻止載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的。 ? 載流子的濃度差產(chǎn)生的多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) ? 在 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體結(jié)合后，在它們的交界處就出現(xiàn)了 電子 和空穴的濃度差， N型區(qū)內(nèi)的電子很多而空穴很少， P型區(qū)內(nèi)的空穴而電子很少，這樣電子和空穴很多都要從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散，因此，有些電子要從 N型區(qū)向 P型區(qū)擴(kuò)散， 也有一些空穴要從 P型區(qū)向 N型區(qū)擴(kuò)散。 自由電子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 空穴 自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來(lái)的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，稱為 空穴 。 本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu) 束縛電子 +4+4+4+4+4+4+4+4 +4在絕對(duì)溫度 T=0K時(shí)，所有的價(jià)電子都被共價(jià)鍵緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不會(huì)成為 自由電子 ， 因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。這時(shí) pn結(jié)被擊穿。當(dāng)具有 p－ n結(jié)的半導(dǎo)體受到光照時(shí)，其中電子和空穴的數(shù)目增多，在結(jié)的局部電場(chǎng)作用下， p區(qū)的電子移到 n區(qū)， n區(qū)的空穴移到 p區(qū)，這樣在結(jié)的兩端就有電荷積累，形成電勢(shì)差。隨著擴(kuò)散的進(jìn)行， p區(qū)空穴減少，出現(xiàn)了一層帶負(fù)電的粒子區(qū)； n區(qū)電子減少，出現(xiàn)了一層帶正電的粒子區(qū)。 pn結(jié)很薄，結(jié)中電子和和空穴都很少，但在 kao近 n型一邊有帶正電荷的離子， kao近 p型一邊有帶負(fù)電荷的離子。這樣，摻入的硼雜質(zhì)的每一個(gè)原子都可能提供一個(gè)空穴，從而使硅單晶中空穴載流子的數(shù)目大大增加。如果某一半導(dǎo)體的雜質(zhì)總量中，受主雜質(zhì)的數(shù)量占多數(shù)，則這半導(dǎo)體是 p型半導(dǎo)體。 ? 【 p型半導(dǎo)體 】 “p”表示正電的意思。如果在某一半導(dǎo)體的雜質(zhì)總量中，施主雜質(zhì)的數(shù)量占多數(shù)，則這種半導(dǎo)體就是 n型半導(dǎo)體。 sisi硅原子 Ge鍺原子 Ge +4+4硅和鍺最外層軌道上的四個(gè)電子稱為 價(jià)電子 。 典型的半導(dǎo)體是 硅 Si和 鍺 Ge， 它們都是 4價(jià)元素 。例如，半導(dǎo)體鍺和硅中的五價(jià)元素砷、銻、磷等原子都是施主雜質(zhì)。所以這種半導(dǎo)體中，電子載流子的數(shù)目很多，主要 kao電子導(dǎo)電，叫做電子半導(dǎo)體，簡(jiǎn)稱 n型半導(dǎo)體。例如，半導(dǎo)體鍺和硅中的三價(jià)元素硼、銦、鎵等原子都是受主。硼是三價(jià)元素，外層只有三個(gè)價(jià)電子，所以當(dāng)它與硅原子組成共價(jià)鍵時(shí)，就自然形成了一個(gè)空穴。其余部分摻入受主雜質(zhì)而成為 p型半導(dǎo)體，當(dāng) p型半導(dǎo)體和 n型半導(dǎo)體這兩個(gè)區(qū)域共處一體時(shí)，這兩個(gè)區(qū)域之間的交界層就是 pn結(jié)。同樣 n區(qū)有大量的自由電子， p區(qū)幾乎沒(méi)有電子，所以電子就要由 n區(qū)向 p 區(qū)擴(kuò)散。因此 p－ n結(jié)具有整流作用。如果在 p－ n結(jié)上加以反向電壓（ n區(qū)加在電源正極， p區(qū)加在電源負(fù)極），電壓在一定范圍內(nèi)， p－ n結(jié)幾乎不通過(guò)電流，但當(dāng)加在 p－ n結(jié)上的反向電壓越過(guò)某一數(shù)值時(shí)，發(fā)生電流突然增大的現(xiàn)象。由于 p－ n結(jié)具有這種特性，一方面可以用它制造半導(dǎo)體二極管，使之工作在一定電壓范圍之內(nèi)作整流器等；另方面因擊穿后并不損壞而可用來(lái)制造穩(wěn)壓管或開(kāi)關(guān)管等器件。 當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí) ， 束縛電子能量增高 ， 有的電子可以掙脫原子核的束縛 ， 而參與導(dǎo)電 ， 成為 自由電子 。 ?多子：空穴 ?少子：自由電子 雜質(zhì)半導(dǎo)體 說(shuō)明 ?雜質(zhì)半導(dǎo)體呈 電中性 ，任一空間的正負(fù)電荷數(shù)相等 N型半導(dǎo)體：電子 +正離子 P型半導(dǎo)體：空穴 +負(fù)離子 ?多子 主要由 摻雜 形成 ,少子本征激發(fā) 形成 ★ PN結(jié)： PN結(jié)的形成 + + + + + + + + + + + + + + +
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