半导体的三个特性[1].ppt

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1、6.1.1 6.1.1 半导体的三个特性半导体的三个特性导体：导体：自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体，金属一般都是，金属一般都是导体，如铁、铜、铝等。导体，如铁、铜、铝等。绝缘体：绝缘体：有的物质几乎不导电，称为有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如橡皮、陶瓷、，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。塑料和石英。半导体：半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。半导体半导体的导电机理不同于其它物质，其特点为：的导电机

2、理不同于其它物质，其特点为： 当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。6.1 6.1 半导体半导体1.热敏特性和光敏特性热敏特性和光敏特性HOMEGeSi在绝对零度以下，本征半导体中无活跃载流子，不导电在绝对零度以下，本征半导体中无活跃载流子，不导电用的最多的半导体是硅和锗，最外层电子（价电子）都是四个。用的最多的半导体是硅和锗，最外层电子（价电子）都是四个。本征半导体：本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体。形成共价键后，每个原子最外层电子是八个，构成稳定结构。形成共价键后，每个原子最外层电子是八个，

3、构成稳定结构。+4+4+4+4共价键结构共价键结构束缚电子束缚电子HOME 2.2.掺杂特性掺杂特性在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。载流子浓度大大增加。P 型半导体：型半导体：在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼(或或 铟铟)而形成，而形成，也称为（空穴半导体）。也称为（空穴半导体）。N 型半导体：型半导体：在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑）在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素

4、磷（或锑） 而形成。而形成。也称为（电子半导体）。也称为（电子半导体）。+4+4+5+4多余多余电子电子磷原子磷原子+N 型半导体型半导体N 型半导体中的型半导体中的载流子是什么？载流子是什么？自由电子自由电子为为多数载流子（多子）多数载流子（多子）空穴称为少数载流子（少子）空穴称为少数载流子（少子）+N 型半导体型半导体自由电子自由电子为为多子多子空穴是多子空穴是多子P 型半导体型半导体杂质杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相

5、等。质浓度相等。往纯净半导体中掺入某些杂质，会使其导电能力明显改变。往纯净半导体中掺入某些杂质，会使其导电能力明显改变。HOMEP型半导体型半导体N型半导体型半导体扩散运动扩散运动内电场内电场E漂移运动漂移运动扩散的结果是使空间扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。间电荷区越宽。内电场越强，就使漂移内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。间电荷区变薄。空间电荷区，空间电荷区，也称耗尽层。也称耗尽层。1. 1. PNPN 结的形成结的形成+所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。度固定不变。HOME6.1.2 6.1.2 PN PN 结结 2 .PN结的单向导电性结的单向导电性 PN 结结外加正向电压外加正向电压： P 区接正、区接正、N 区接负电压区接负电压 PN 结结加上反向电压加上反向电压： P区加负、区加负、N 区加正电压区加正电压PNPN内电场内电场外电场外电场变薄变薄结论：结论：P N 结导通结导通内电场内电场外电场外电场变厚变厚结论：结论：P N 结截止结截止HOMEHOMEHOME