第2章半導(dǎo)體二極管及其基本電路-展示頁
2024-10-15 15:06本頁面
【正文】 量的 五價 元素（如磷）形成。 三價雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。 +4 +3 +4 +4 +4 空穴 多數(shù)載流子（多子） 電子 少數(shù)載流子（少子） 本征激發(fā)產(chǎn)生電子 空穴 對。 硅 原子外層電子 比鍺 離核近，受原子核束縛力大，在同樣溫度下本征激發(fā)小，溫度穩(wěn)定性好 。 本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子濃度隨溫度增加急劇增大。 半導(dǎo)體中的電流是電子流和空穴流之和。 本征激發(fā)產(chǎn)生自由電子和空穴對。 自由電子失去能量，重新回到共價鍵上，稱為 復(fù)合 。 本征激發(fā) ：束縛電子獲得一定的能量，脫離共價鍵的束縛而成為 自由電子 的現(xiàn)象。 +4 2 晶格與共價鍵 半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu) 處于共價鍵中的電子稱為 束縛電子， 能量小，不能參與導(dǎo)電。 利用半導(dǎo)體的這些特性制成了各種各樣的半導(dǎo)體器件。cm。 純硅中摻入百萬分之一的硼，電阻率由 105? 鍺由 20℃ 上升到 30℃ ，電阻率降低一半。 第二章、半導(dǎo)體二極管及其基本電路 21 半導(dǎo)體的基本知識 導(dǎo)體：銅，銀，鋁，鐵 …… 絕緣體：云母，陶瓷，塑料，橡膠 …… 半導(dǎo)體：硅，鍺 …… 半導(dǎo)體得以廣泛應(yīng)用，是因為其導(dǎo)電性能會隨外界條件的變化而產(chǎn)生很大的變化。 211 半導(dǎo)體材料 溫度 ：溫度上升，電阻率下降。 摻雜： 摻入少量的雜質(zhì)，會使電阻率大大降低。cm降至 ? 光照 ：光照使電阻率降低。 引起導(dǎo)電性能產(chǎn)生很大變化的外界條件有： 212 鍺、硅晶體的共價鍵結(jié)構(gòu) 原子結(jié)構(gòu) 硅 +14 鍺 +32 共同特點 ： 最外層具有 4個價電子。 213 本征半導(dǎo)體與本征激發(fā) 本征半導(dǎo)體 ：高度純凈，結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體。 (鍺 硅 ) 認(rèn)為空穴帶正電荷，電荷量等于電子電荷量。 本征激發(fā)后，共價鍵中留下的空位叫 空穴。 空穴 空穴的運動 半導(dǎo)體中有兩種載流子：自由電子 和 空穴。 在本征半導(dǎo)體中自由電子數(shù)總等于空穴數(shù)，且濃度很低，導(dǎo)電能力差。 束縛電子填補空穴的運動稱 空穴的運動。 214 雜質(zhì)半導(dǎo)體 1. P型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入微量 3價 元素（如硼）形成 。 每一個三價雜質(zhì)原子產(chǎn)生一個 空穴 負(fù)離子 對。 雜質(zhì)原子獲得一個電子成為負(fù)離子。 雜質(zhì)原子多余的一個價電子容易掙脫原子核的 束縛變成自由電子。 本征激發(fā)： 電子 空穴 對。 5價雜質(zhì) 施主雜質(zhì) 電子 多子載流子 空穴 少子載流子 結(jié)論 ◆ 摻雜會大大提高半導(dǎo)體中載流子濃度，使導(dǎo)電性能大增。 多子 — 電子、少子 — 空穴。 多子 — 空穴、少子 — 電子。 22 PN結(jié)的形成及特性 PN結(jié)的形成 濃度差產(chǎn)生多子的擴散運動 ， 擴散破壞了原來的電中性 , P區(qū)失去空穴，留下負(fù)離子。 正負(fù)離子的數(shù)量相等。 PN 結(jié)區(qū) 空間電荷區(qū)寬度與雜質(zhì)濃度成反比。內(nèi)建電場阻止多子的擴散運動。 也稱為 阻擋層 。 內(nèi)建電場有利于少子的漂移運動。 動態(tài)平衡時流過 PN結(jié)的總電流為 0。 N區(qū)自由電子向結(jié)區(qū)運動，中和部分正離子。 VF ③ 原來的動態(tài)平衡被打破 ,多子的擴散電流遠大于少子的漂移電流， 產(chǎn)生較大的正向電流 IF。 ∴ 結(jié)內(nèi)電位差減小，勢壘減小。 PN結(jié)正向?qū)?，其正向?qū)娮韬苄 ? ② 結(jié)內(nèi)電位差增加， 勢壘提高。 V0 V0+VR ③ 多子的擴散電流趨于 0， 由少子的漂移電流產(chǎn)生反向電流。 PN結(jié)反向截止，反向截止電阻很大。 ◆ 加反向電壓，只能產(chǎn)生微小的反向電流，且反向電流的大小幾乎與反向電壓無關(guān)。 (3) PN 結(jié)的 VI特性 IS 反向飽和電流 VT 溫度的電壓當(dāng)量 VT =kT /q K= 1023（ J/K） q= 1019C T 絕對溫度 當(dāng) T=300K時 VT≈26mV )1( ?? TDVvSD eIiiD IS vD 1) 加正向電壓 vD0 SDTDVvSDDVIiVveIiVveeTDTln?????????SDDVIiVvee T???????????10 2 2 ?幾乎與反向電壓的大小無關(guān) Di2) 加反向電壓 vD0 PN 結(jié)的反向擊穿 反向電壓增加到一定數(shù)值時， 反向電流劇增，
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