第一章半导体器件 1.1半导体基础知识 12PN结 1.3半导体三极管 BACK
第一章 半 导 体 器 件 1.1 半导体基础知识 1.2 PN结 1.3 半导体三极管
11半导体基础知识 、半导体材料 导体:电阻率ρ<10+4g·cm的物质。如铜、 银、铝等金属材料。 2.绝缘体:电阻率ρ>109g2·cm物质。如橡胶、 塑料等。 3.半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的 物质。大多数半导体器件所用的主要材料是硅(S)和 锗(Ge)。 半导体导电性能是由其原子结构决定的
1.1 半导体基础知识 1. 导体：电阻率 < 10-4 ·cm 的物质。如铜、 银、铝等金属材料。 2. 绝缘体：电阻率 > 109 ·cm 物质。如橡胶、 塑料等。 3. 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的 物质。大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和 锗(Ge)。 半导体导电性能是由其原子结构决定的。 一、半导体材料
价电子 硅原子结构 最外层电子称价电子 锗原子也是4价元素 (a)硅的原子结构图 4价元素的原子常常用 +4电荷的正离子和周围4 个价电子表示。 (b)简化模型 图111硅原子结构
硅原子结构 图 1.1.1 硅原子结构 (a)硅的原子结构图 最外层电子称价电子 价电子 锗原子也是 4 价元素 4 价元素的原子常常用 + 4 电荷的正离子和周围 4 个价电子表示。 +4 (b)简化模型
二、本征半导体 完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导 体称为本征半导体。 1、本征半导体的共价键结构。。的 将硅或锗材料 价 电 提纯便形成单晶,.回 价键结构。 o(+4)。°(+4 当温度T=0K时,半 导体不导电,如同绝缘体 图112单晶体中的共价键结构
二、本征半导体 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导 体称为本征半导体。 将硅或锗材料 提纯便形成单晶体， 它的原子结构为共 价键结构。 价 电 子 共 价 键 图 1.1.2 单晶体中的共价键结构 当温度 T = 0 K 时，半 导体不导电，如同绝缘体。 1、本征半导体的共价键结构
2、电子空穴对 若T个,将有少数价 T个 电子克服共价键的束缚成 为自由电子,同时在原来。④4。④。。④4) 的共价键中留下一个空 位——空穴。 空穴 自由电子 4)·4 4) 空穴可看成带正电的 载流子。 (+4) +4 自由电子和空穴使本征° 半导体具有导电能力,在外图113本征半导体中的 电场作用下,形成电流 自由电子和空穴
+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 图 1.1.3 本征半导体中的 自由电子和空穴 空穴 自由电子 若 T ，将有少数价 电子克服共价键的束缚成 为自由电子，同时在原来 的 共 价 键 中 留 下 一 个 空 位——空穴。 T 自由电子和空穴使本征 半导体具有导电能力，在外 电场作用下，形成电流。 空穴可看成带正电的 载流子。 2、电子-空穴对