电子技术基础

模拟电子技术基础之半导体器件

本征半导体

定义

一种纯净的，不含有任何杂质的半导体称为本征半导体。

特征

光敏特性，热敏特性，掺杂特性
随着光照强度或温度的增加，半导体的导电能力增强。

半导体的结构

一般制作半导体器件的材料主要是，硅，锗，砷化镓。
半导体的特殊结构是：硅，锗，原子最外层电子数是4，原子与原子之间，靠共价键连接。
在无外界能量激发时，由于共价键相对稳定，不存在自由电子，导电能力几乎为0

导电原因

本征半导体可以导电的原因：当受到外界能量的激发，是在半导体内部会产生自由电子-空穴对，发生定向运动，产生电流。
ps：半导体的导电能力取决于，自由电子和空穴的浓度。

本征激发

由于受到外界能量的激发，从而使半导体内部产生自由电子，同时在共价键的对应位置产生空穴。

特征：自由电子的浓度与空穴的浓度相等。

杂质半导体

N型半导体（电子型半导体）

导电原因

在本征半导体可以内部参杂上五价的元素，如磷，五价元素与本征半导体的构成元素，形成共价键，剩余一个电子，很容易挣脱原子核的束缚，形成自由电子，五价元素变成正离子。
自由电子浓度增加，空穴浓度不变。
靠自由电子导电

载流子

自由电子是多数载流子，简称多子
空穴是少数载流子，简称少子

P型半导体

导电原因

在本征半导体可以内部参杂上三价的元素，如硼，铝等，三价元素与本征半导体的构成元素，形成三个共价键，剩余一个空穴，容易吸引周围的价电子填补，杂质原子变为负离子，同时晶体形成空穴。
自由电子浓度不变，空穴浓度增加。
靠空穴浓度导电

杂质半导体特征

N型半导体：
电子浓度（本征激发+掺杂）=空穴浓度（本征激发）+正离子浓度（掺杂）
P型半导体：
空穴浓度（本征激发+掺杂元素） =电子浓度（本征激发）+负离子浓度（掺杂元素）

N型半导体与P型半导体之间的转换

N—P：掺杂三价元素浓度大于五价元素浓度
P—N：掺杂五价元素的浓度大于三价元素浓度

所呈电性

N，P型半导体都是电中性。

ps：空穴带正电荷