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文檔簡介

電子技術分:模擬電子技術,數字電子技術。模擬電子技術研究模擬電路,數字電子技術研究數子電路。模擬信號是指在時間或數值上連續的信號。數字信號是指在時間和數值上都不連續的信號,即所謂離散的。tt1第三章半導體器件3半導體二極管4穩壓二極管5晶體管2PN結及其單向導電性1半導體的導電特性6光電器件2第三章半導體器件學習電子技術,就是要掌握常用半導體器件的原理、特性,以及由這些器件所組成的電子電路的分析方法。二極管與晶體管是最常用的半導體器件,而PN結是構成各種半導體器件的基礎。1半導體的導電特性什么是半導體?33.1半導體的導電特性:(可做成溫度敏感元件,如熱敏電阻)。摻雜性:往純凈的半導體中摻入某些雜質,導電能力明顯改變(可做成各種不同用途的半導體器件,如二極管、晶體管和晶閘管等)。光敏性:當受到光照時,導電能力明顯變化(可做成各種光敏元件,如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等)。熱敏性:當環境溫度升高時,導電能力顯著增強51本征半導體完全純凈的、具有晶體結構的半導體,稱為本征半導體。晶體中原子的排列方式硅單晶中的共價健結構共價健共價鍵中的兩個電子,稱為價電子。

Si

Si

Si

Si價電子6

Si

Si

Si

Si價電子價電子在獲得一定能量(溫度升高或受光照)后,即可掙脫原子核的束縛,成為自由電子(帶負電),同時共價鍵中留下一個空位,稱為空穴(帶正電)。本征半導體的導電機理這一現象稱為本征激發。空穴溫度愈高,晶體中產生的自由電子便愈多。自由電子在外電場的作用下,空穴吸引相鄰原子的價電子來填補,而在該原子中出現一個空穴,其結果相當于空穴的運動(相當于正電荷的移動)。7本征半導體的導電機理當半導體兩端加上外電壓時,在半導體中將出現兩部分電流

(1)自由電子作定向運動

電子電流

(2)價電子遞補空穴空穴電流自由電子和空穴都稱為載流子。自由電子和空穴成對地產生的同時,又不斷復合。在一定溫度下,載流子的產生和復合達到動態平衡,半導體中載流子便維持一定的數目。8注意:(1)本征半導體中載流子數目極少,其導電性能很差;(2)溫度愈高,載流子的數目愈多,半導體的導電性能也就愈好。所以,溫度對半導體器件性能影響很大。92N型半導體和P型半導體

摻雜后自由電子數目大量增加,自由電子導電成為這種半導體的主要導電方式,稱為電子半導體或N型半導體。摻入五價元素

Si

Si

Si

Sip+多余電子磷原子在常溫下即可變為自由電子失去一個電子變為正離子在本征半導體中摻入微量的雜質(某種元素),形成雜質半導體。10

在N型半導體中自由電子是多數載流子,空穴是少數載流子。11

摻雜后空穴數目大量增加,空穴導電成為這種半導體的主要導電方式,稱為空穴半導體或P型半導體。摻入三價元素

Si

Si

Si

SiB–硼原子接受一個電子變為負離子空穴無論N型或P型半導體都是中性的,對外不顯電性。12

在P型半導體中空穴是多數載流子,自由電子是少數載流子。無論N型或P型半導體都是中性的,對外不顯電性。131.在雜質半導體中多子的數量與

(a.摻雜濃度、b.溫度)有關。2.在雜質半導體中少子的數量與(a.摻雜濃度、b.溫度)有關。3.當溫度升高時,少子的數量(a.減少、b.不變、c.增多)。abc4.在外加電壓的作用下,P型半導體中的電流主要是

,N型半導體中的電流主要是。(a.電子電流、b.空穴電流)ba143PN結

PN結是通過特殊的半導體制造技術,在一塊半導體基片上摻入不同的雜質,使其一邊為N型半導體,另一邊為P型半導體,其交界面便形成了PN結。P型半導體N型半導體----------------++++++++++++++++++++++++--------PN結也稱空間電荷區、或耗盡層、或內電場、或阻擋層。15(1)PN結的形成多子的擴散運動內電場少子的漂移運動濃度差P型半導體N型半導體內電場越強,漂移運動越強,而漂移使空間電荷區變薄。擴散的結果使空間電荷區變寬。擴散和漂移這一對相反的運動最終達到動態平衡,空間電荷區的厚度固定不變。----------------++++++++++++++++++++++++--------形成空間電荷區16(2)PN結的單向導電性PN結加正向電壓(正向偏置)PN結變窄P接正、N接負外電場IF內電場被削弱,多子的擴散加強,形成較大的擴散電流。

PN結加正向電壓時,PN結變窄,正向電流較大,正向電阻較小,PN結處于導通狀態。內電場PN------------------+++++++++++++++++++–17PN結加反向電壓(反向偏置)外電場P接負、N接正內電場PN+++------+++++++++---------++++++---–+18PN結變寬外電場內電場被加強,少子的漂移加強,由于少子數量很少,形成很小的反向電流。IRP接負、N接正溫度越高少子的數目越多,反向電

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