【正文】 4+4+4+4 +4+4 +4共價鍵⑵ 半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu) ⑴ 本征半導(dǎo)體 （ Intrinsic Semiconductor） 純凈的、結(jié)構(gòu)完整的單晶半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。⑴ 本征半導(dǎo)體l本征半導(dǎo)體在絕對零度（ T=0K相當(dāng)于T=－ 273℃ ） 時，相當(dāng)于 絕緣體 。 l半 導(dǎo) 體 中的 載 流子自由 電 子空穴（ Hole） 空穴和自由 電 子同 時 參加 導(dǎo)電 ，是半 導(dǎo)體的重要特點(diǎn)l價 電 子 掙 脫共價 鍵 的束 縛 成 為 自由 電 子 的同時 ，在原來的共價 鍵 位置上留下了一個空位， 這 個空位叫做 空穴。⑴ 本征半導(dǎo)體l在本征半導(dǎo)體中，激發(fā)出一個自由電子，同時便產(chǎn)生一個空穴。l半導(dǎo)體中共價鍵分裂產(chǎn)生電子空穴對的過程叫做 本征激發(fā) （ Intrinsic Excitation）。l空穴是載流子嗎？⑴ 本征半導(dǎo)體l空穴的運(yùn)動實(shí)質(zhì)上是價電子填補(bǔ)空穴而形成的。l半導(dǎo)體中有兩種載流子： 自由電子載流子（簡稱電子）和空穴載流子（簡稱空穴）， 它們均可在電場作用下形成電流。l半導(dǎo)體中存在載流子的 產(chǎn)生 過程載流子的 復(fù)合 過程⑴ 本征半導(dǎo)體綜 上所述：l(1)半 導(dǎo) 體中有兩種 載 流子： 自由 電 子和空穴， 電 子 帶負(fù)電 ，空穴 帶 正 電 。l(3)半 導(dǎo) 體中，同 時 存在 載 流子的 產(chǎn) 生和復(fù)合 過 程。l本征半導(dǎo)體的物理性質(zhì)：純凈的半導(dǎo)體中摻入微量元素，導(dǎo)電能力顯著提高。l摻入了 “ 雜質(zhì) ” 的半導(dǎo)體稱為 “ 雜質(zhì) ” 半導(dǎo)體 。 l雜質(zhì) 半導(dǎo)體分為： N型半導(dǎo)體和 P型半導(dǎo)體 。l摻入的五價雜質(zhì)原子占據(jù)晶格中某些硅（或鍺）原子的位置。l自由 電 子 的數(shù)目高 ， 故 導(dǎo)電 能力顯著提高 。l在 N型半導(dǎo)體中 自由電子數(shù)等于正離子數(shù)和空穴數(shù)之和 ，自由電子帶負(fù)電，空穴和正離子 (雜質(zhì)原子 )帶正電，整塊半導(dǎo)體中正負(fù)電荷量相等，保持電中性。空位A圖 43 P型半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)示意圖+4 +4 +4+4+4+3 +4+4 +4共價鍵216。在 P型半導(dǎo)體中， 空穴數(shù)等于負(fù)離子數(shù)與自由電子數(shù)之和 ，空穴帶正電，負(fù)離子和自由電子帶負(fù)電，整塊半導(dǎo)體中正負(fù)電荷量相等，保持電中性。 N型半導(dǎo)體中，電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子 ，此外還有不參加導(dǎo)電的正離子。其中 空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子，此外還有不參加導(dǎo)電的負(fù)離子。⑶ 載流子的漂移運(yùn)動和擴(kuò)散運(yùn)動 ① 漂移運(yùn)動（ Drift Movement） l有電場力作用時，電子和空穴便產(chǎn)生定向運(yùn)動，稱為 漂移運(yùn)動 。② 擴(kuò)散 運(yùn)動l由于 濃 度差而引起的定向運(yùn) 動 稱 為擴(kuò) 散運(yùn)動 （ Diffusion Movement）， 載 流子 擴(kuò) 散運(yùn) 動 所形成的 電 流稱 為 擴(kuò) 散 電 流 。3. PN結(jié)的形成 lPN結(jié)： 是指在 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體的交界處形成的空間電荷區(qū)。 二極管的核心是一個 PN結(jié) ；三極管中包含了兩個 PN結(jié) 。3. PN結(jié)的形成 l擴(kuò)散的結(jié)果形成自建電場。l動態(tài)平衡。① PN結(jié)外加正向電壓lPN結(jié)外加正向電壓時（ P正、 N負(fù)），空間電荷區(qū)變窄。l外加電壓的微小變化，擴(kuò)散電流變化較大。② PN結(jié)外加反向電壓 l流過 PN結(jié)的電流主要是少子的漂移決定的，稱為 PN結(jié)的 反向電流 。 PN結(jié)表現(xiàn)為很大的電阻，稱之截止。 l反向電流很小 ，它由少數(shù)載流子形成，與少子濃度成正比。l溫度升高時 ,少子值迅速增大，所以 PN結(jié)的反向電流 (反向飽和電流 )受溫度影響很大。 PN結(jié)加反向電壓產(chǎn)生很小的反向飽和電流，近似為零， PN結(jié)不導(dǎo)電。l根據(jù)理論分析， PN結(jié)的伏安特性方程為外加電壓流過 PN結(jié)的電流 電子電荷量q =1019C反向飽和電流絕對溫度 (K)玻耳茲曼常數(shù)k =1023J/K自然對數(shù)的底⑵ PN結(jié)的伏安特性 l令 216。即正向電流隨正向電壓的增加以指數(shù)規(guī)律迅速增大。即加反向電壓時， PN結(jié)只流過很小的反向飽和電流。U（ mV）I（ mA）0圖 45 PN結(jié)的理論伏安特性D T=25℃B IS（ V） 25 50 75 100(uA)12l畫出 PN結(jié)的理論伏安特性曲線。 l反向擊穿的特點(diǎn) ：反向電壓增加很小，反向電流卻急劇增加。l① 勢壘電容 CB 指外加電壓的極性和大小發(fā)生變化時 ,導(dǎo)致空間電荷區(qū)存儲電荷的變化，從而顯示出電容效應(yīng)。l② 擴(kuò)散電容 CD 在 PN結(jié)邊界附近積累的載流子增多 ,相當(dāng)電荷的充入 .當(dāng)正向電壓減少時 ,積累在 PN結(jié)邊界附近的不平衡少子減少 ,相當(dāng)電荷的放出 .(當(dāng) PN結(jié)加正向電壓時 ,N區(qū)多子擴(kuò)散到 P區(qū)后稱為 P區(qū)的 不平衡少子 )⑷ PN結(jié)的電容效應(yīng)lPN結(jié)的電容很小，是針對 高頻交流 小信號而考慮。 PN結(jié)的面積增大時， PN結(jié)的電容也增大。二極管按結(jié)構(gòu)分有 點(diǎn)接觸型 、 面接觸型和平面型 三大類。(a)點(diǎn)接觸型 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖 PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。 PN 結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。VmAVDRRW（ a）測正向特性VmAVDRRW（ b）測反向特性2. 二極管的伏安特性n 二極管的伏安特性曲線可用下式表示(a)二極管理論伏安特性CDoBAUBRuDiD（ b） 2CP1020的 伏安特性曲線iD（ mA）uD（ V）0 1 2100200 20406080201030（ uA）75℃20℃（ c） 2AP15的 伏安特性曲線iD（ mA）uD（ V）0 4080 20408060① 正向特性l死區(qū)電壓： (oc段 ,只有當(dāng)正向電壓超過某一數(shù)值時 ,才有明顯的正向電流 ,這個電壓就是 ) 硅管 ,鍺管 l線性區(qū) (CD段 )： 硅管 ～ 1V 鍺管 ～ l對溫度變化敏感：l溫度升高 → 正向特性曲線左移l溫度每升高 1℃ → 正向壓降l減小約 2mV。 硅管 鍺管 幾十個微安l受溫度影響大： 溫度每升高 10℃ →