(1.1)--1.1.1 半导体的基本知识.ppt

电工电子学教学中心电工电子学教学中心-zhoulanjuan半 导 体的基 本 知 识半导体的基本知识 自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡胶、陶瓷、塑料和石英等。半导体的基本知识 导电特性处于导体和绝缘体之间的物质，称为半导体，如硅、锗、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。半导体的电阻率为10-3109 cm。半导体的电阻率不是常数。现代电子学中，用的最多的半导体是硅(Si)和锗(Ge)，它们的最外层电子（价电子）都是四个。电子器件所用的半导体具有晶体结构，因此把半导体也称为晶体(Crystal)。通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。一、本征半导体的概念共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子硅和锗的共价键结构共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。电工电子学教学中心电工电子学教学中心-zhoulanjuan在绝对0度（T=0K）且没有外界激发时，价电子完全被共价键束缚着。+4+4+4+4二、本征半导体的导电机理在T0K时，由于热激发，使某些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子(Free Electron)，同时共价键上留下一个空位，称为空穴(Empty Hole)。电工电子学教学中心电工电子学教学中心-zhoulanjuan+4+4+4+4自由电子空穴束缚电子电工电子学教学中心电工电子学教学中心-zhoulanjuan+4+4+4+4电工电子学教学中心电工电子学教学中心-zhoulanjuan+4+4+4+4定义：半导体中可以运动的带电粒子，称为载流子(Carrier)。自由电子是负电荷，是可以运动的，空穴是正电荷，也认为是可运动的，因此自由电子和空穴都是载流子。电工电子学教学中心电工电子学教学中心-zhoulanjuan 本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。半导体的导电能力取决于载流子的浓度。共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，常温下很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的载流子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。电工电子学教学中心电工电子学教学中心-zhoulanjuan 温度越高，载流子的浓度越高，因此本征半导体的导电能力越强。温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。电工电子学教学中心电工电子学教学中心-zhoulanjuan半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。比如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，使某种载流子浓度增加，会使它的导电能力明显改变。电工电子学教学中心电工电子学教学中心-zhoulanjuan要点01纯净的没有杂质的半导体称为本征半导体。02本征半导体只有少量电子空穴对，导电能力弱。03本征半导体的载流子是由热激发产生的，所以，温度会影响半导体的性能。半导体的基本知识电工电子学教学中心电工电子学教学中心UPC-zhoulanjuan休息一会