2020常用半导体器件.ppt

§ 1-3 ．双极型晶体管 三、晶体管的共射特性曲线 1. 输入特性曲线 常数 ? ? CE u BE B ) u ( f i § 1-3 ．双极型晶体管 三、晶体管的共射特性曲线 1. 输出特性曲线 常数 ? ? B I CE C ) u ( f i 常用半导体器件 主要内容： § 1-1 ．半导体基础知识 § 1-2 ．半导体二极管 § 1-3 ．双极型晶体管 § 1-4 ．场效应管 § 1-1 ．半导体基础知识 一、本征半导体 纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 1. 半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。 大多数半导体器件所用的主要材料是 硅（ Si ）和锗（ Ge ） 。 2. 结构 原子结构 § 1-1 ．半导体基础知识 晶体结构 原子 规则 排列 形成 共价键 § 1-1 ．半导体基础知识 3. 本征激发和两种载流子 1 ）本征激发 共价键 T=0K 无载流子 束缚价电子 部分价电子 自由电子 光、热作用 摆脱共价键 { 获得足够能量 空位 — 称空穴 本征激发 ：指半导体在加热或光照作用下， 产生电子 — 空穴对 的现象。 § 1-1 ．半导体基础知识 2 ）载流子 电场作用 自由电子 定向运动 形成电子电流 电场作用 空穴 填补 空 穴的价电子作定向运动 形成 空 穴电流 两种载流子：带负电荷的自由电子 电场 电子电流 极性相反 电流方向同 带正电荷的 空 穴 空穴电流 运动方向相反 § 1-1 ．半导体基础知识 4. 本征半导体中载流子的浓度 复合 ：运动中的电子重新被共价键束缚起来， 电子空穴对消失 。 本征激发 T 一定 复合 动态平衡 n i =p i =K 1 T 3/2 e -E GO /(2kT) 本征半导体特点： 1 ）导电能力弱 2 ）热不稳定性 热敏元件、光敏元件 § 1-1 ．半导体基础知识 二、杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的杂质元素，成为杂质半导体。 1.N 型半导体 在本征半导体中掺入 少量 五价 元素原子，称为 电子半导体或 N 型半导体。 多数载流子：电子 少数载流子：空穴 np § 1-1 ．半导体基础知识 2.P 型半导体 在本征半导体中掺入 少量 三价 元素原子，称为 空 穴半导体或 P 型半导体。 多数载流子： 空 穴 少数载流子：电子 pn § 1-1 ．半导体基础知识 三、 PN 结 将 P 型半导体与 N 型半导体制作在同一块硅片上， 在它们的交界面就形成 PN 结。 1. PN 结的形成 漂移运动： 载流子在电场作用下的定向运动。 扩散运动： 由于浓度差引起的非平衡载流子的运动。 § 1-1 ．半导体基础知识 多子扩散 形成空间电荷区 建立内电场 少子漂移 方向相反 动态平衡 I j = 0 § 1-1 ．半导体基础知识 2. PN 结的单向导电性 1 ） PN 结外加 正向 电压时 处于 导通 状态 外电场与内电场 的方向相反，空间电 荷区变窄，内电场被 削弱，多子扩散得到 加强，少子漂移将被 削弱，扩散电流大大 超过漂移电流，最后 形成较大的正向电流。 § 1-1 ．半导体基础知识 2 ） PN 结外加 反向 电压时 处于 截止