二极管单向导电原理PPT课件.ppt
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1、u 半半导体基体基础知知识 u PN结二二级管管单向向导电原理原理1.完全完全纯净的、不含其他的、不含其他杂质且具有晶体且具有晶体结构的半构的半导体。体。常用的半导体材料是硅和锗,它们都是四价元素。将材料提纯便形成单晶体,它的原子结构为共价键结构。当温度当温度 T=0 K 时,半,半导体不体不导电,如同,如同绝缘体。体。1.结构构SiSiSiSi共价共价键价价电子子一、本征半一、本征半导体体2.若T,将有少数价电子克服共价键的束缚成为自由电子,在原来的共价键中留下一个空位空穴。2.载流子流子半导体中存在两种载流子:带负电的自由电子;带正电的空穴。自由电子与空穴是同时成对产生的,两种载流子的浓度
2、相等。ni=pi本征激本征激发复合复合动态平衡平衡本征半导体中:空穴空穴SiSiSiSi自由自由电子子3.掺入入杂质的半的半导体:体:N 型半型半导体体P 型半型半导体体SiSiP+Si多余电子Si(+4)+硼原子(硼原子(+3)Si(+4)+磷原子(磷原子(+5)空穴数量空穴数量自由自由电子子导电能力能力SiSiSiB+3空穴二、二、杂质半半导体体4.1、N 型半型半导体体(Negative)(电子型半子型半导体)体)半半导体中体中掺入入五价五价元素构成元素构成.多子多子:自由:自由电子子少子:空穴少子:空穴五价:磷、五价:磷、锑、砷、砷2、P 型半型半导体体(Positive)半半导体中体
3、中掺入入三价三价元素构成元素构成.多子多子:空穴:空穴少子:自由少子:自由电子子(空穴半(空穴半导体)体)三价:硼、三价:硼、镓、铟5 价价杂质原子称原子称为施主原子施主原子。3 价价杂质原子称原子称为受主原子。受主原子。5.说明:明:1.掺入入杂质的的浓度度决决定定多多数数载流流子子浓度度;温温度度决决定定少少数数载流流子的子的浓度。度。3.杂质半半导体体总体上保持体上保持电中性。中性。2.杂质半半导体体载流流子子的的数数目目要要远远高高于于本本征征半半导体体,因因而而其其 导电能力大大改善。能力大大改善。P型半型半导体:体:空穴空穴=自由自由电子子+负离子数离子数N型半型半导体:体:自由自
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