第一章 常用半導(dǎo)體器件

1.1基礎(chǔ)知識(shí)

1.1.1本征半導(dǎo)體

一、半導(dǎo)體

1、概念：導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間

2、本征半導(dǎo)體：純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體

二、本征半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)

三、載流子

1.本征激發(fā)

2.自由電子：可導(dǎo)電

3.空穴：價(jià)電子依次填補(bǔ)空穴，造成空穴相對(duì)移動(dòng)，也可以導(dǎo)電

4.復(fù)合：一對(duì)自由電子和空穴湮滅，重新形成共價(jià)鍵，與本征激發(fā)互逆

四、本征半導(dǎo)體的載流子濃度

本征激發(fā)跟溫度相關(guān)，溫度相關(guān)，載流子濃度升高，復(fù)合的速度跟濃度相關(guān)，復(fù)合速度越快，最終復(fù)合速度和本征激發(fā)速度想等，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡

1.1.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體

一、概念

往本征半導(dǎo)體 摻雜 少量 的雜質(zhì)元素

二、N型半導(dǎo)體

1.摻入磷（P），五價(jià)元素

2.多子

自由電子是多數(shù)載流子（多子）

3.少子

空穴是少數(shù)載流子（少子）

注：

①N型半導(dǎo)體的少子比同等條件下的本征半導(dǎo)體的空穴多

②N型半導(dǎo)體的少子受溫度的影響大（基數(shù)?。?/p>

③N型半導(dǎo)體的多子受溫度的影響小（基數(shù)大）

④N型半導(dǎo)體的電性：電中性

三、P型半導(dǎo)體

摻入硼，三價(jià)元素

1.1.3 PN結(jié)

一、PN結(jié)的形成

1.擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)：濃度差??

2.空間電荷區(qū)：耗盡層，阻擋層，PN結(jié)

3.漂移運(yùn)動(dòng)：PN結(jié)的作用下，少子向N區(qū)移動(dòng)的現(xiàn)象

4.對(duì)稱結(jié)：多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和少子的漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡

5.不對(duì)稱結(jié)：電荷一樣，但濃度不一樣會(huì)導(dǎo)致PN結(jié)的寬窄不同

二、PN的單向?qū)щ娦?/p>

1.外加正向電壓（由P到N），外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)，調(diào)節(jié)電源電壓，突破死區(qū)后，電流隨電壓增大呈指數(shù)上升，勢(shì)壘被削弱，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)重新得以恢復(fù)，導(dǎo)電

注：限制電流，避免PN結(jié)燒掉，加入電阻（限流電阻）起保護(hù)作用

2.外加反向電壓（由N到P），外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)一直，PN結(jié)阻止作用加強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)（電流小，可忽略，對(duì)溫度敏感），不導(dǎo)電

3.PN結(jié)的伏安特性

三、PN結(jié)的電流方程

Is:反向飽和電流，Ut是溫度當(dāng)量，室溫下，Utw=26mV

U:PN結(jié)所加外電壓 Ge: 0.2~0.3V，Si:0.6~0.7V

四、PN結(jié)的伏安特性

1.正向特性：

死區(qū)

2.反向特性：

Ge的反向電流比Si大

3.反向擊穿

（1）雪崩擊穿

①摻雜濃度低，PN結(jié)加長(zhǎng)，外加反向電壓不斷增大，空間電荷區(qū)電場(chǎng)不斷加強(qiáng)，類似粒子加速器，撞擊共價(jià)鍵，使其電離，價(jià)電子變自由電子

②溫度越高，所需擊穿電壓越高??

（2）齊納擊穿??

①摻雜濃度高，PN結(jié)狹窄，很小的電壓也能產(chǎn)生較大場(chǎng)強(qiáng)，價(jià)電子直接擺脫共價(jià)鍵束縛，形成反向電流，PN結(jié)擊穿，溫度升高

②溫度越高，所需擊穿電壓越低??