1、本文格式為Word版，下載可任意編輯半導體的特性 一、半導體 半導體是指導電力量介于導體和絕緣體之間的一類物質，如硅、鍺、砷化鎵以及大多數的金屬氧化物等，它們都具有半導體特性。 半導體的導電力量在不同的條件下有很大的差別。如大多數半導體對溫度反應敏感，當環境溫度上升時，它的導電力量要增加很多，利用這種特性可做成熱敏元件。有些半導體在受到光照時，它的導電力量變的很強，而在無光照時，又變得像絕緣體一樣不導電，利用這種特性可做成光敏元件。半導體摻入雜質后其電阻率大大減小，可以做成可控的電子開關元件。 1.本征半導體 純潔半導體稱為本征半導體。我們以硅和鍺原子的簡化原子模型來說明，二維晶格結構如圖1.

2、1所示。在溫度為T=0K和沒有外界激發時，每一個電子均被共價鍵所束縛。在室溫條件下，部分價電子就會獲得足夠的能量而擺脫共價鍵的束縛，成為自由電子，這稱為本征激發。自由電子是一種帶負電的載流子，在外加電場的作用下可以移動。自由電子移動后在原來共價鍵中留下的空位稱為空穴，此時可把空穴認為是一個帶正電的粒子，空穴和相鄰的價電子很簡單復合，復合后在相鄰價電子處形成空穴，這相當于空穴的移動。在空穴和自由電子不斷地產生的同時，原有的空穴和自由電子也會不斷地復合，形成一種平衡。所以半導體中導電物質就是自由電子和空穴。 2.雜質半導體 在本征半導體中摻入不同的雜質，就會使半導體的導電性能顯著的增加，依據摻入雜

3、質的不同，分為P型半導體和N型半導體。 （1）P型半導體 在硅（或鍺）中摻入少量三價元素硼（或銦），形成P型半導體。由于硼原子有三個價電子，所以在和四周的四個硅原子構成共價鍵時，會留有一個空穴，這樣空穴在P型半導體中的數目遠大于自由電子的數目，故P型半導體的多數載流子（多子）是空穴，相應的少數載流子（少子）為自由電子。 （2）N型半導體 在硅（或鍺）中摻入少量五價元素磷（或砷），形成N型半導體。由于磷原子有五個價電子，所以在和四周的四個硅原子在構成共價鍵時，會多出一個自由電子，這樣自由電子在N型半導體中的數目遠大于空穴的數目，故N型半導體的多數載流子（多子）是自由電子，相應的少數載流子（少子）

4、為空穴。 要留意的是，雖然兩種雜質半導體的導電力量增加了，但整體而言仍是中性不帶電的。 二、PN結的形成 若P型半導體和N型半導體結合后，在它們的交界面兩側分別是空穴和自由電子的高濃度區，因此在交界面處空穴和自由電子會發生從高濃度區向低濃度區的集中運動并發生復合，這樣破壞了原來P區和N區的電中性，P區由于接受了從N區集中過來的自由電子而成為負極性區，N區由于接受了從P區集中過來了空穴而成為正極性區，從帶正電的N區指向帶負電的P區的內電場開頭漸漸形成。隨著內電場的增加，對多子集中的反作用增加，集中運動漸漸減弱；但內電場有利于少子的漂移運動，最終使得交界面處空穴和自由電子的移動達到動態平衡，此時在P區和N區的交界面處形成了一個很薄的空間電荷區，這就是所謂的PN結。如圖1.2所示。 假如在PN結兩端加上正向電壓，即P區接電源正極，N區接電源負極，稱為PN結的正向偏置（正偏）。此時外加電場抵消了內電場的一部分作用，使得多子的集中作用增加，形成較大的正向電流，PN結呈現低阻特性。 假如在PN結兩端加上反向電壓，即P區接電源負極，N區接電源正極，稱為PN結的反向偏置（反偏）。此時外加電場和內電場進一步增加了多子的集中的難度，此