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31半导体的基本知识32PN结的形成及特性33二极管34二极管的基本电路及其分析方法35特殊二极管r
31半导体的基本知识r
311半导体材料312半导体的共价键结构313本征半导体、空穴及其导电作用314杂质半导体r
311半导体材料r
根据物体导电能力电阻率的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。r
312半导体的共价键结构r
硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构r
313本征半导体、空穴及其导电作用r
本征半导体化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。r
由于随机热振动致使共价键被打破而产生空穴-电子对r
电子空穴对r
当导体处于热力学温度0K时,导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚,而参与导电,成为自由电子。这一现象称为本征激发,也称热激发。自由电子产生的同时,在其原来的共价键中就出现了一个空位,原子的电中性被破坏,呈现出正电性,其正电量与电子的负电量相等,人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。空穴的移动空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次填充空穴来实现的。r
314杂质半导体r
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质,可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。N型半导体掺入五价杂质元素(如磷)的半导体。P型半导体掺入三价杂质元素(如硼)的半导体。r
1N型半导体r
因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键,而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。r
在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供;空穴是少数载流子,由热激发形成。提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子,因此五价杂质原子也称为施主杂质。r
2P型半导体因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时,缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。在P型半导体中空穴是多数载流子,它主要由掺杂形成;自由电子是少数载流子,由热激发形成。空穴很容易俘获电子,使杂质原子成为负离子。三价杂质因而也称为受主杂质。r
3杂质对半导体导电性的影响掺入杂质对本征半导体的导电性有很大的影响,一些典r
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