1、2-1第三章 半导体二极管及其基本电路半导体的基本知识PN结的形成及特性半导体二极管( diode)二极管基本电路及其分析方法特殊二极管2-23.1 半导体的基本知识 半导体的基本知识导体导体 容易传导电流的称为导体。如金属。绝缘体绝缘体 几乎不传导电流的称为绝缘体。如橡胶,陶瓷。半导体半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间,并且受到外界光和热的刺激或加入微量的杂质时,导电能力将发生显著变化的物质称为半导体。如硅 (Si ),锗 (Ge )。2-3一、本征半导体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称为本征半导体。+4 +4+4+4+4共价键共价键束缚电子束缚电子图 半导体的原子
2、结构示意图 ( a)硅原子;( b)锗原子;( c)简化模型 2-4+4 +4+4+4+4自由电子自由电子空穴空穴 挣脱共价键的束缚自由活动的电子空穴空穴自由电子自由电子束缚电子成为自由电子后,在共价键中所留的空位。2-5二、杂质半导体杂质半导体电子半导体(Negative) 空穴半导体(Positive )加 +5价元素磷 (P)、砷 (As )、锑 (Sb)加 +3价元素硼(B )、铝 (Al )、铟(In)、镓 (Ga )2-6元素周期表2-71、电子半导体 (Negative) N 型半导体+5价元素磷 (P)、砷 (As )、锑 (Sb)等在硅晶体中给出一个多余电子,故叫施主原子。电
3、子数目 = 空穴数 + 正离子数(主要来自杂质)(主要来自本征半导体) (全部来自杂质)多数载流子:电子少数载流子:空穴2-82、空穴半导体 (Positive ) P 型半导体+3价元素硼 (B )、铝 (Al )、铟 (In )、镓 (Ga )等在硅晶体中接受一个电子,故叫受主原子。空穴数目 = 电子数 + 负离子数(主要来自杂质)(主要来自本征半导体) (全部来自杂质)多数载流子:空穴少数载流子:电子2-93.2 PN结的形成及特性一、 PN结1952年第一个 PN结形成。P N内电场PN结在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质 ,分别形成 N型半导体和 P型半导体。此时将在 N型半导体和 P型半导体的结合面上形成如下物理过程 :因浓度差 空间电荷区形成内电场内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散 最后 ,多子的 扩散 和少子的 漂移 达到 动态平衡 。多子的扩散运动 由 杂质离子形成空间电荷区 对于 P型半导体和 N型半导体结合面,离子薄层形成的 空间电荷区 称为 PN结 。 在空间电荷区,由于缺少多子,所以也称 耗尽层 。