[工學]第1講導言常用半導體器件一(編輯修改稿)
2025-02-15 11:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 高，導電性能很差 13 二、雜質(zhì)半導體 在本征半導體中摻入少量合適的雜質(zhì)元素， 改變導電特性 1. N型半導體 5?磷（ P） 雜質(zhì)半導體主要靠多數(shù)載流子導電。摻入雜質(zhì)越多，多子濃度越高，導電性越強，實現(xiàn)導電性可控。 自由電子為多數(shù)載流子， 多子 雜質(zhì)原子可以提供電子， 稱為施主原子 摻入五價元素（如磷） 空穴為少數(shù)載流子， 少子 14 2. P型半導體 3?硼（ B） 空穴為多數(shù)載流子，多子 雜質(zhì)原子中空位吸收電子，稱為 受主原子 P型半導體主要靠空穴導電，摻入雜質(zhì)越多，空穴濃度越高，導電性越強 摻入三價元素（如硼） 自由電子為少子 15 三、 PN結的形成及其單向?qū)щ娦? 擴散運動 P區(qū)空穴濃度遠高于 N區(qū)。 N區(qū)自由電子濃度遠高于 P區(qū)。 擴散運動使靠近接觸面 P區(qū)的空穴濃度降低、靠近接觸面 N區(qū)的自由電子濃度降低，產(chǎn)生內(nèi)電場。 結的形成 16 因電場作用所產(chǎn)生的運動稱為漂移運動。 參與擴散運動和漂移運動的載流子數(shù)目相同，達到動態(tài)平衡，就形成了 PN結。空間電荷區(qū)也稱為 耗盡層 漂移運動 由于擴散運動使 P區(qū)與 N區(qū)的交界面缺少多數(shù)載流子，形成內(nèi)電場，從而阻止擴散運動的進行。內(nèi)電場使空穴從 N區(qū)向 P區(qū)、自由電子從 P區(qū)向 N 區(qū)運動。 hoU17 PN結加正向電壓導通： 正向偏置 耗盡層變窄，擴散運動加劇，由于外電源的作用，形成擴散電流， PN結處于 導通狀態(tài) 。 結的單向?qū)щ娦? PN結外加正向電壓時 —— 正向?qū)? 18 PN結加反向電壓截止： 反向偏置 耗盡層變寬，阻止擴散運動，有利于漂移運動，形成漂移電流。由于電流很小，故可近似認為其 截止 。 PN結外加反向電壓時 —— 反向?qū)? 19 20 三、 PN 結的電流方程 由理論分析知 ， PN 結外加電壓 u 與流過的電流 i 的關系為： 其中 , IS 為反向飽和電流， q為電子電量， k為玻爾茲曼常數(shù)，T為熱力學溫度。將 kT/q 用 UT代替，得： 常溫下（ T=300K）， UT≈26mV )1( ?? kTquS eIi)1( ?? TUuS eIi21 四、 PN 結的伏安特性 U I 正向特性 （ u0） 反向特性 （ u0） 反向擊穿部分 PN 結處于反向偏置時，反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流急劇增加，這種現(xiàn)象稱 反向擊穿 。 )1( ?? TUuS eIi四、 PN 結的電容效應 1. 勢壘電容 PN結外加電壓變
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