【正文】 － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 空間電荷區(qū)兩邊存在電位差 Ｕ D－稱電位壁壘。 Ｐ區(qū)失去空穴 帶負(fù)電的離子 Ｎ區(qū)失去電子 帶正電的離子 建立起內(nèi)電場，方向Ｎ區(qū) Ｐ區(qū) 形成空間電荷區(qū) 漂移運(yùn)動： 少數(shù)載流子在內(nèi)電場的作用下的運(yùn)動。 PN結(jié)中載流子的運(yùn)動 擴(kuò)散運(yùn)動： 由于兩區(qū)載流子濃度的差異，引起載流子由濃度高的地方向濃度低的地方的遷移。 本節(jié)中的有關(guān)概念 ? 本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體 ? 自由電子、空穴 ? N型半導(dǎo)體、 P型半導(dǎo)體 ? 多數(shù)載流子、少數(shù)載流子 167。 導(dǎo)電能力受雜質(zhì)影響很大。無論是Ｎ型或Ｐ型半導(dǎo)體，從總體上看，仍然保持著 電中性 。 N 型半導(dǎo)體 (Negative)： 自由電子濃度大大增加的 雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為 電子型半導(dǎo)體。因此本征半導(dǎo) 體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)， 溫度 是影響半導(dǎo)體性能的一個 重要的外部因素。 2) 空穴 移動產(chǎn)生的電流。 +4 +4 +4 +4 空穴吸引附近的電子來填補(bǔ)，這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動，因此可以認(rèn)為空穴是載流子。但自由電子數(shù)量很少，所以 本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力非常微弱 。 在絕對 0度（ T=0K）和沒有外界激發(fā)時 ,價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)動的帶電粒子（即 載流子 ），半導(dǎo)體不能導(dǎo)電。共價鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī) 則排列，形成晶體。 Ge Si 通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成 晶體 。電阻率介于 ( 103～ 109 Ω 電阻率 (1010Ω 電阻率 (106～ 104 Ω 167。 場效應(yīng)三極管 教學(xué)要求 本章重點(diǎn)是各器件的特性與模型，特別要注意器件模型的適用范圍和條件。 半導(dǎo)體二極管 167。第 1 章 半導(dǎo)體器件 教學(xué)內(nèi)容 167。 半導(dǎo)體的特性 167。 雙極型三極管 167。對于半導(dǎo)體器件，主要著眼于在電路中的使用，關(guān)于器件內(nèi)部的物理過程只要求有一定的了解。 半導(dǎo)體的特性 導(dǎo)體： 自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為 導(dǎo)體 ，金屬 一般都是導(dǎo)體。cm) 絕緣體： 有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為 絕緣體 ，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。cm以上 ) 半導(dǎo)體： 導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一類物質(zhì)，稱為 半導(dǎo)體 ，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。cm) 現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺， 它們的最外層電子（價電子）都是四個。 +4 +4 +4 +4 共價鍵 形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個， 構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 本征半導(dǎo)體 本征半導(dǎo)體： 純凈的、不含雜質(zhì)的半導(dǎo)體。 當(dāng)溫度升高時（如在室溫下），由于熱激發(fā)，使一些價電子獲得足夠的能量，脫離共價鍵的束縛成為 自由電子 。 空穴 自由電子 束縛電子 本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子， 即 自由電子 和 空穴 。 動畫演示 本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成： 1) 自由電子 移動產(chǎn)生的電流。 半導(dǎo)體與金屬導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)理的區(qū)別： 導(dǎo)體： 載流子－－自由電子 半導(dǎo)體： 載流子－－自由電子和空穴 溫度越高，載流子的濃度越高。 雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會使 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。 P型半導(dǎo)體 (Positive)： 空穴濃度大大增加的雜質(zhì) 半導(dǎo)體，也稱為 空穴型半導(dǎo)體 . N 型半導(dǎo)體 +4 +4 +5 +4 失去一個電子，形成正離子 磷原子 在硅或鍺晶體中摻入少量的 五價元素磷（或銻） 多數(shù)載流子（多子）－－自由電子 (主要由摻雜形成 ) 少數(shù)載流子（少子）－－空穴 (本征激發(fā)形成 ) P 型半導(dǎo)體 +4 +4 +3 +4 在硅或鍺晶體中摻入少量的 三價 元素，如硼（或銦） 硼原子 奪取一個電子形成負(fù)離子 多數(shù)載流子－－空穴 (主要由摻雜形成 ) 少數(shù)載流子－－自由電子 (本征激發(fā)形成 ) 雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法 在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要取決于摻入的 雜質(zhì)濃度 ；而少數(shù)載流子的濃度主要取決于 溫度 。 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － P 型半導(dǎo)體 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + N 型半導(dǎo)體 半導(dǎo)體的特點(diǎn) 半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以 它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。 導(dǎo)電能力受溫度、光照影響顯著。 半導(dǎo)體二極管 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦? 利用一定的摻雜工藝使一塊半導(dǎo)體的一側(cè)呈 P型，另一側(cè)呈 N型，則其交界處就形成了 PN結(jié)。電子和空穴相遇時，將發(fā)生 復(fù)合 而消失，于是形成空間電荷區(qū)。 Ｐ區(qū)電子 Ｎ區(qū) Ｎ區(qū)空穴 Ｐ區(qū) 內(nèi)電場方向Ｎ區(qū) Ｐ區(qū) P型半導(dǎo)體 N型半導(dǎo)體 擴(kuò)散運(yùn)動 內(nèi)電場 E 空間電荷區(qū)， 也稱耗盡層。 硅： ～ 鍺： ～ 擴(kuò)散運(yùn)動 內(nèi)電場 動態(tài)平衡 擴(kuò)散電流 （多子） 大小相等 方向相反 漂移電流 （少子） （空間電荷區(qū)、耗盡層） PN結(jié) PN結(jié)的形成 多子的擴(kuò)散運(yùn)動使空間電荷區(qū)變寬， 少子的漂移運(yùn)動使空間電荷區(qū)變窄， 最終達(dá)到動態(tài)平衡， Ｉ 擴(kuò) ＝ Ｉ 漂 ，空間電荷區(qū)的寬度達(dá)到穩(wěn)定，即形成 PN結(jié)。 若將一塊Ｐ型半導(dǎo)體和一塊Ｎ型半導(dǎo)體 簡單放在一起，在它們的交界面上是否可以形成 PN結(jié)？ PN結(jié)內(nèi)部存在內(nèi)電場 ,若將 P區(qū)端和 N區(qū)端用 導(dǎo)線連接，是否有電流流通？ 思考題 PN結(jié)的單向?qū)щ娦? （ 1） PN 結(jié)正向偏置： Ｐ－正，Ｎ－負(fù) 內(nèi)電場被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，能夠形成 較大 的擴(kuò)散電流。 （ 2） PN 結(jié)反向偏置： P－負(fù)， N－正 內(nèi)電場 外電場 N P _ R E － － － － ＋ + + + 變厚 + － － － － ＋ + + + － － － － ＋ + + + PN結(jié)的特點(diǎn)： （ 1） PN結(jié)加正向電壓時，呈現(xiàn)低電阻， 具有較大的正向擴(kuò)散電流； 導(dǎo)通