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重读模电教材二_常用半导体器件

时间:2018-09-25 19:43:23      阅读:190      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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本振半导体:纯净具有晶体结构 中性

晶格:晶体中排列整齐的点阵。

共用电子 共价键

常用半导体:SI Ge 四价元素 导电性介于半导体和绝缘体之间。

在晶体结构的半导体中人为加入特定的杂质元素,导电性具有可控,在阳光和辐射条件下,其导电性还能发生变化,可以制作成各种电子器件。

 

自由电子:价电子由于热运动获得足够的能量,挣脱共价键束缚,成为自由电子

空穴:自由电子挣脱后,在共价键中留有一个空位置,称为空穴。

 

运载电荷的粒子称为载流子。

导体中只有一种载流子,即自由电子导电。

而本振半导体有两种载流子,自由电子和空穴

Why?

导体,一般指金属,其在常温下的金属晶体结构与晶体硅等半导体是大不相同的,虽然名义上金属在非化合态的时候电子轨道最外层也有1-4个电子在围绕原子核高速旋转,看起来是受原子核严密控制的,但实际上金属晶体的结构却十分松散,金属原子之间可以滑动,这就是为什么金属有或多或少的延展性,而电子们的活动就更为自由,当有外电压的作用时,他们就会发生定向移动,形成电流.半导体晶体的内部结构相比之下就牢固得多,特别是体现在原子核对其外层电子的作用力较强,当电子离开原子核的时候,原子核对电子原来的作用力就在原先电子存在处形成了"力量真空",就是我们所说的空穴.而金属的力量相比之下小得多,当失去电子之后就不能认为出现了"力量真空”.所以,只有在描述半导体导电原理是才引入“空穴”这个概念

本振半导体导电性能很低,在一定温度下会发生本振激发和复合情况,当复合和激发相等会发生动态平衡。本振半导体载流子浓度公式略。

B.杂质半导体

N型:5价如磷

5价外有5个电子,形成共价键后会多一个电子,很容易挣脱。自由电子为多数载流子,空穴为少数载流子,由于杂质原子可以提供电子-----施主原子

P型:3价如硼 自由电子为少数载流子,空穴为多数载流子,由于杂质原子可以提供电子-----受主原子

 

PN结:单向导电性

扩散运动:浓度高----浓度低 扩散运动

在交界面,P区出现负离子,N区出现正离子区,它们不能移动的,称为空间电荷区。

漂移运动:在电场力的作用下,载流子的运动。

在内电场作用下:少子产生漂移运动,空穴从N区到P区,自由电子从N区到P区。

 

PN结加正向电压时,耗尽层变窄,扩散运动加剧,由于外电源的作用,形成扩散电流,PN结处于导通状态。外电源可以源源不断的向P区提供空穴。

 

PN结加反向电压时,反向耗尽层变宽,阻止扩散运动,有利于漂移运动,形成漂移电流。由于电流很小,故可近似认为其截止。

 

PN结的电流方程

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 PN结的电容效应

  结电容等于势垒电容与扩散电容之和。势垒电容是因为空间电容在外加电压增大而减小,与电容器充放电过程相似而存在。势垒电容和扩散电容都很小,pF级别,在高频信号作用下不能忽略。

 

重读模电教材二_常用半导体器件

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