第一章半导体器件基础 教学时数:8学时 重点与难点: 1ⅣN结的原理和二极管的等效电路 2、半导体内部载流子运动规律。 3、晶体二极管、晶体三极管、结型场效应 管、绝缘栅型场应管的工作原理和特性曲 线 1
1 第一章 半导体器件基础 ▪教学时数：8学时 ▪重点与难点： ▪1、PN结的原理和二极管的等效电路。 ▪2、半导体内部载流子运动规律。 ▪3、晶体二极管、晶体三极管、结型场效应 管、绝缘栅型场应管的工作原理和特性曲 线
11半导体基础知识 1.1.1本征半导体 根据物体导电能力(电阻率)的不同,来划分导体、绝 缘体和半导体 1.导体:容易导电的物体。 2.绝缘体:几乎不导电的物体。 2
2 §1.1 半导体基础知识 1.1 半导体基础知识 1.1.1 本征半导体 根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝 缘体和半导体。 1. 导体：容易导电的物体。 2. 绝缘体：几乎不导电的物体
3.半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间 的物体。在一定条件下可导电。 半导体的电阻率为103~109cm。典型的半导 体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 半导体特点: 1)在外界能源的作用下,导电性能显著变 化。光敏元件、热敏元件属于此类 2)在纯净半导体内掺入杂质,导电性能显 著增加。二极管、三极管属于此类 3
3 3. 半导体 ３．半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间 的物体。在一定条件下可导电。 半导体的电阻率为10-3～109 cm。典型的半导 体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 半导体特点： 1) 在外界能源的作用下，导电性能显著变 化。光敏元件、热敏元件属于此类。 2) 在纯净半导体内掺入杂质，导电性能显 著增加。二极管、三极管属于此类
1.1.2本征半导体 1.本征半导体一一化学成分纯净的半导体。制造半 导体器件的半导体材料的纯度要达到99.99999 常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。 电子技术中用的最多的是硅和锗。 硅和锗都是4价元素,它们的外层电子都是4个。其 简化原子结构模型如下图: 电子 外层电子受原子核的束缚 力最小,成为价电子。物 锗)↓质的性质是由价电子决定 的
4 1.1.2 本征半导体 1. 本征半导体——化学成分纯净的半导体。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”。它在物理结构上呈单晶体形态。 电子技术中用的最多的是硅和锗。 硅和锗都是4价元素，它们的外层电子都是4个。其 简化原子结构模型如下图： 硅 锗 电子 外层电子受原子核的束缚 力最小，成为价电子。物 质的性质是由价电子决定 的
2本征半导体的共价键结构 本征晶体中各原子之间靠得很近,使原分属于各 原子的四个价电子同时受到相邻原子的吸引,分别与 周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价 电子为这些原子所共有,并为它们所束缚,在空间形 成排列有序的晶体。如下图所示: 硅晶体的空间排列 共价键结构平面示意图 5
5 2.本征半导体的共价键结构 本征晶体中各原子之间靠得很近，使原分属于各 原子的四个价电子同时受到相邻原子的吸引，分别与 周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价 电子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形 成排列有序的晶体。如下图所示： 硅晶体的空间排列 共价键结构平面示意图