本征半导体 JIAO TONG ·晶体中的共价键具有极强的结合力，因此，在常温下，仅有极 少数的价电子由于热运动（热激发）获得足够的能量，从而挣脱共 价键的束缚变成为自由电子。同时，在共价键中留下一个空穴。 ·原子因失掉一个价电子而带正电，或者说空穴带正电。在本征 半导体中，自由电子与空穴数目相等。 共价键 自由 电子
本征半导体 • 晶体中的共价键具有极强的结合力，因此，在常温下，仅有极 少数的价电子由于热运动(热激发)获得足够的能量，从而挣脱共 价键的束缚变成为自由电子。同时，在共价键中留下一个空穴。 • 原子因失掉一个价电子而带正电，或者说空穴带正电。在本征 半导体中，自由电子与空穴数目相等
杂质半导体 通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量杂质元素，便可得到 杂质半导体。 按掺入的杂质元素不用，可形成N型半导体和P型半导体；控制 掺入杂质元素的浓度，就可控制杂质半导体的导电性能。 ·掺入高价态（如：磷)形成N型半导体。 由于杂质原子的最外层有五个价电子， 自由 所以除了与其周围硅原子形成共价键外， 电子 还多出一个电子。它不受共价键的束缚，。 成为自由电子，形成N型半导体。 施主 由于自由电子的浓度大于空穴的浓度， 原子 故称自由电子为多数载流子，空穴为少 数载流子。其杂质原子称为施主原子。 N型半导体
杂质半导体 • 通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量杂质元素，便可得到 杂质半导体。 • 按掺入的杂质元素不用，可形成N型半导体和P型半导体；控制 掺入杂质元素的浓度，就可控制杂质半导体的导电性能。 • 掺入高价态（如：磷）形成N型半导体。 • 由于杂质原子的最外层有五个价电子， 所以除了与其周围硅原子形成共价键外， 还多出一个电子。它不受共价键的束缚， 成为自由电子，形成N型半导体。 • 由于自由电子的浓度大于空穴的浓度， 故称自由电子为多数载流子，空穴为少 数载流子。其杂质原子称为施主原子。 N型半导体
ANCHAI JIAO IUNG UNIVERSIN ·掺入低价态（如：硼）形成P型半导体。 s··S··s° ·由于杂质原子的最外层有3个价电子， ● 空穴 所以除了与其周围硅原子形成共价键外， 产生一个电子空穴。由于硼原子接受电·S··B··S· 子，所以称为受主原子。 受主原子 ·由于空穴的浓度大于自由电子的浓度， ······ 故称空穴为多数载流子，自由电子为少 P型半导体 数载流子。其杂质原子称为受主原子。 上游气通大粤
• 掺入低价态（如：硼）形成P型半导体。 • 由于杂质原子的最外层有3个价电子， 所以除了与其周围硅原子形成共价键外， 产生一个电子空穴。由于硼原子接受电 子，所以称为受主原子。 • 由于空穴的浓度大于自由电子的浓度， 故称空穴为多数载流子，自由电子为少 数载流子。其杂质原子称为受主原子。 P型半导体
PHANGHAL JIAO TONG UNIVERSIT N型半导体 P型半导体 。 在杂质半导体中，多数载流子的浓度由掺入的杂质浓度决 定；少数载流子的浓度主要取决于温度的影响。 无论是N型还是P型半导体，总体上仍然保持电中性
• 在杂质半导体中，多数载流子的浓度由掺入的杂质浓度决 定；少数载流子的浓度主要取决于温度的影响。 N型半导体 P型半导体 • 无论是N型还是P型半导体，总体上仍然保持电中性
PN结 ·当把P型半导体和N型半导体制作 ANCHALJIAO TONG UNIVERSTN 在一起时，在它们的交界面，两种 扩散运动 自由电子 载流子的浓度差很大，因而P区的 空穴必然向N区扩散，而N区的自 由电子也必然向P区扩散。 ·扩散到P区的自由电子与空穴复合， ()P区与N区中我流子的扩敏运动 而扩散到N区的空穴与自由电子复 PN结的形成 合，所以在交界面附近多子的浓度 空间电荷区 下降，P区出现负离子区，N区出现 正离子区，它们是不能移动的，称 为空间电荷区（耗尽层)，从而形 成内建电场。 P区 N区 内建电场
PN 结 • 扩散到P区的自由电子与空穴复合， 而扩散到N区的空穴与自由电子复 合，所以在交界面附近多子的浓度 下降，P区出现负离子区，N区出现 正离子区，它们是不能移动的，称 为空间电荷区（耗尽层），从而形 成内建电场。 内建电场 • 当把P型半导体和N型半导体制作 在一起时，在它们的交界面，两种 载流子的浓度差很大，因而P区的 空穴必然向N区扩散，而N区的自 由电子也必然向P区扩散