清華大当 一、本征半导体 1、什么是半导体？什么是本征得导体？ 导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 导体一一铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电 子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。 绝缘体一一惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原 子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导 电。 半导体一一硅（S)、锗(G),均为四价元素，它们原 子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 无杂质 稳定的结构 成hchva@tsinghua.educ
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 一、本征半导体 导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 1、什么是半导体？什么是本征半导体？ 导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电 子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。 绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原 子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导 电。 半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原 子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 无杂质 稳定的结构
清爹大等 2、本征半导体的结构 共价键 由于热运动，具有足够能量 自由 空穴 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置，称为空穴 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 动态平衡 一 定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升 高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空 穴对的浓度加大。 图 华成英hchya@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 2、本征半导体的结构 由于热运动，具有足够能量 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置，称为空穴 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 共价键 一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升 高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空 穴对的浓度加大。 动态平衡
清爹大等 3、本征半导体中的两种载流子 运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 空穴 且运动方向相反。由于载流子数 +4 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。 两种载流子 为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体7 圆
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 两种载流子 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？ 3、本征半导体中的两种载流子 运载电荷的粒子称为载流子。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电
清苇大当 二、杂质半导体 1,N型半导体 多数载流子 空穴比未加杂质时的数目多 了？少了？为什么？ 自由 杂质半导体主要靠多数载流 子导电。掺入杂质越多，多子 原 浓度越高，导电性越强，实现 导电性可控。 磷(P) 华成英hchya@tsinghua.edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 二、杂质半导体 1. N型半导体 5 磷（P） 杂质半导体主要靠多数载流 子导电。掺入杂质越多，多子 浓度越高，导电性越强，实现 导电性可控。 多数载流子 空穴比未加杂质时的数目多 了？少了？为什么？
清華火等 已.P型半导体 多数载流子 空穴 P型半导体主要靠空穴导电， +4 掺入杂质越多，空穴浓度越高， 导电性越强， 空位V +3 +4】 在杂质半导体中，温度变化 受主 原子 时，载流子的数目变化吗？少子 +4 与多子变化的数目相同吗？少子 与多子浓度的变化相同吗？ 硼(B) 华成英hchya@tsinghua,edu.cn
华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 2. P型半导体 3 硼（B） 多数载流子 P型半导体主要靠空穴导电， 掺入杂质越多，空穴浓度越高， 导电性越强， 在杂质半导体中，温度变化 时，载流子的数目变化吗？少子 与多子变化的数目相同吗？少子 与多子浓度的变化相同吗？