數(shù)字電路與邏輯設計第2講-附-預覽頁
【正文】 空穴 自由電子與空穴 ? 在價電子成為自由電子的同時，在它原來的位置上就出現(xiàn)一個空位，稱為空穴。同時，在失去了一個價電子的相鄰原子的共價鍵中出現(xiàn)另一個空穴，它也可以由相鄰原子中的價電子來遞補，而在該原子中又出現(xiàn)一個空穴。因此，空穴流和電子流是有所不同的。如果在其中摻入微量的雜質 (某種元素 )，這將使摻雜后的半導體 (雜質半導體 )的導電性能大大增強。 Si Ge + P =N型 P + 多余 電子 Si Si Si Si Si Si P 摻入磷雜質的硅半導體晶體中，自由電子的數(shù)目大量增加。每個硼原子只有三個價電子故在構成共價鍵結構時將因缺少一個電子而形成一個空穴，這樣，在半導體中就形成了大量空穴。 二、半導體二極管 PN結是由 P型和 N型半導體組成的，但它們一旦形成 PN結，就會產生 P型和 N型半導體單獨存在所沒有的新特性。 漂移 —— 在電場作用下引起的載流子運動 PN 結的形成 PN 結的形成 多數(shù)載流子的擴散運動 形成 PN 結 空間電荷區(qū)的一個重要特征是：在此區(qū)間中，電子和空穴相互復合，束縛于共價鍵內，造成 主要載流子不足 ，因此，空間電荷區(qū)也稱為耗盡區(qū)（耗損層）。在開始形成空間電荷區(qū)時，多數(shù)載流子的擴散運動占優(yōu)勢。達到平衡后空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定下來， PN結就處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。于是，整個空間電荷區(qū)變窄，電內電場被削弱，多數(shù)載流子的擴散運動增強，形成較大的擴散電流 (正向電流 )。外電源不斷地向半導體提供電荷，使電流得以維持。 由于少數(shù)載流子數(shù)量很少，因此反向電流不大，即 PN結呈現(xiàn)的反向電阻很高。 由以上分析可見： PN結具有單向導電性。由于有兩種極性的載流子（即多數(shù)載流子和反極性的少數(shù)載流子）參與導電，因此稱為雙極型晶體管。 RC IBE 發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流 IE。 ① 柵源電壓 UGS對導電溝道的影響 P G S D UDS UGS N N UGS達到一定值時（ 夾斷電壓VP）， 耗盡區(qū)碰到一起， DS間被夾斷， 這時，即使 UDS ? 0V， 漏極電流 ID=0A。此時，漏源之間的電阻趨于無窮大，管子處于截止狀態(tài)。 當 UDS繼續(xù)增加， UGD＝ VP時 N N 若 UDS繼續(xù)增大，則UGDVP ，被夾斷區(qū)向下延伸。 由于溝道電阻的增大， ID增長變慢了。當 UGD＞ VP時，耗盡層從近漏端開始沿溝道加長它的接觸部分，形成夾斷區(qū) 。 由此可見，結型場效應管的漏極電流 ID受 UGS和 UDS的雙重控制。這個電場能排斥空穴而吸引電子，使柵極附近的 P型襯底中的空穴（多子）被排斥，而 P型襯底中的電子（少子）被吸引到襯底表面，形成耗盡層。 N 溝道耗盡型 預埋導電溝道 P N N G S D B G S D B P 溝道增強型 N P P G S D B G S D B P 溝道耗盡型 N P P G S D B G S D B 場效應管與雙極型晶體管的主要區(qū)別： ① 就導電機理而言，場效應管是一種載流子參加導電；而雙極型晶體管是兩種載流子參加導電。 五、單結晶體管和可控硅 ? 單結晶體管：由一個 PN結構成的負阻器
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