模块一半导体器件基础 1.1半导体的基本知识 1.2半导体二极管 1.3半导体三极管 1.4BJT模型 1.5场效应管
模块一 半导体器件基础 1.1 半导体的基本知识 1.2 半导体二极管 1.3 半导体三极管 1.4 BJT模型 1.5 场效应管
1.1半导体的基本知识 在物理学中。根据材料的导电能力,可以将他们划分导 体、绝缘体和半导体。 典型的半导体是硅S和锗Ge,它们都是4价元素。 硅和锗最外层轨道上的 硅原子 锗原子四个电子称为价电子
1.1 半导体的基本知识 在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导 体、绝缘体和半导体。 典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。 si 硅原子 G e 锗原子 Ge +44 硅和锗最外层轨道上的 四个电子称为价电子
本征半导体 本征半导体—化学成分纯净的半导体晶体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99999999,常 称为“九个9” 本征半导体的共价键结构 +4)·(+4)●·(+4) 在绝对温度T=0K时, 所有的价电子都被共价键 紧紧束缚在共价键中,不 +4)·,·(+4)●°(+4 会成为自由电子,因此本 行半导体的导电能力很强 +4 接近绝缘体。 束缚电子
本征半导体的共价键结构 束缚电子+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 在绝对温度T=0K时， 所有的价电子都被共价键 紧紧束缚在共价键中，不 会成为自由电子，因此本 征半导体的导电能力很弱 ，接近绝缘体。 一. 本征半导体 本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常 称为“九个9”
当温度升高或受到 ●(+4)●(+4)●●(+4)9 光的照射时,束缚 电子能量增高,有 的电子可以挣脱原 子核的束缚,而参 4●(+4)° + 与导电,成为自由 电子。 空穴 自由电子 自由电子产生的 同时,在其原来的共 价键中就出现了一个 空位,称为空穴。 这一现象称为本征激发,也称热激发
这一现象称为本征激发，也称热激发。 当温度升高或受到 光的照射时，束缚 电子能量增高，有 的电子可以挣脱原 子核的束缚，而参 与导电，成为自由 电子。 自由电子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 空穴 自由电子产生的 同时，在其原来的共 价键中就出现了一个 空位，称为空穴
动画演示 可见本征激发同时产生 电子空穴对。 +40(+4o(+4)·外加能量越高(温度 越高),产生的电子空 穴对越多。 +◎(+4·(+4 与本征激发相反的 现象复合 空穴 在一定温度下,本征激 ●由电子●发和复合同时进行,达 到动态平衡。电子空穴 +4) +4)●●(+4·对的浓度一定。 常温300K时 硅:14×10 cm 电子空穴对 电子空穴对的浓度 锗 2.5×10 cm
可见本征激发同时产生 电子空穴对。 外加能量越高（温度 越高），产生的电子空 穴对越多。 动画演示 与本征激发相反的 现象——复合 在一定温度下，本征激 发和复合同时进行，达 到动态平衡。电子空穴 对的浓度一定。 常温300K时： 电子空穴对的浓度 硅： 3 10 cm 1.410 锗： 3 13 cm 2.510 自由电子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 空穴 电子空穴对