人民邮电出版社：《模拟电子技术》课程电子教案（PPT课件讲稿）第1章 半导体器件基础

人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 动此映

1章半导体器件基础 1.1半体基 1.2半体二 13半导体三极置 1.4场效应量 人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 动此映

第1章 半导体器件基础 1.1 半导体基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 半 导 体 三 极 管 1.4 场 效 应 管

基础知识 自然界中的物质,按其导电能力可分 为三大类:导体、半导体和绝缘体 半导体的特点: ①热敏性 ②光敏性 ③掺杂性 人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 动此映

1.1 半导体基础知识 自然界中的物质，按其导电能力可分 为三大类：导体、半导体和绝缘体。 半导体的特点： ①热敏性 ②光敏性 ③掺杂性

1.1.1本然半辱笨 完全纯净的、结构完整的半导体材料 称为本征半导体。 1本征半导体的原子结构及共价键 共价键内的两个电子由相邻的原子各 用一个价电子组成,称为束缚电子。图11 所示为硅和锗的原子结构和共价键结构。 人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 动此映

1.1.1 本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体材料 称为本征半导体。 1.本征半导体的原子结构及共价键 共价键内的两个电子由相邻的原子各 用一个价电子组成，称为束缚电子。图1.1 所示为硅和锗的原子结构和共价键结构

共价键 +4 +4 十 束缚电子 +4 +4 4 不能移动的 正离子核 +4 +4 +4 图1.1硅和锗的原子结构和共价键结构 人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 点破此处放

图1.1 硅和锗的原子结构和共价键结构

2本征激发和两种载流子 自由电子和空穴 温度越高,半导体材料中产生的自由 电子便越多。束缚电子脱离共价键成为自 由电子后,在原来的位置留有一个空位, 称此空位为空穴。 本征半导体中,自由电子和空穴成对 出现,数目相同。图12所示为本征激发所 产生的电子空穴对 人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 动此映

2.本征激发和两种载流子 ——自由电子和空穴 温度越高，半导体材料中产生的自由 电子便越多。束缚电子脱离共价键成为自 由电子后，在原来的位置留有一个空位， 称此空位为空穴。 本征半导体中，自由电子和空穴成对 出现，数目相同。图1.2所示为本征激发所 产生的电子空穴对

+4 +4 +4 束缚电子 +4 4 +4 自由电子 空穴 +4 4 +4 图1.2本征激发产生电子空穴对 人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 动此映

图1.2 本征激发产生电子空穴对

如图13所示,空穴(如图中位置1)出 现以后,邻近的束缚电子(如图中位置2) 可能获取足够的能量来填补这个空穴,而在 这个束缚电子的位置又出现一个新的空位, 另一个束缚电子(如图中位置3)又会填补 这个新的空位,这样就形成束缚电子填补空 穴的运动。为了区别自由电子的运动,称此 束缚电子填补空穴的运动为空穴运动。 人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 动此映

如图1.3所示，空穴（如图中位置1）出 现以后，邻近的束缚电子（如图中位置2） 可能获取足够的能量来填补这个空穴，而在 这个束缚电子的位置又出现一个新的空位， 另一个束缚电子（如图中位置3）又会填补 这个新的空位，这样就形成束缚电子填补空 穴的运动。为了区别自由电子的运动，称此 束缚电子填补空穴的运动为空穴运动

+4 +4 +4 空穴 一自由电子 +4 +4 2 +4 +4 +4) 图1.3束缚电子填补空穴的运动 人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 点破此处放

图1.3 束缚电子填补空穴的运动

3结论 (1)半导体中存在两种载流子,一种 是带负电的自由电子,另一种是带正电的 空穴,它们都可以运载电荷形成电流。 (2)本征半导体中,自由电子和空穴 相伴产生,数目相同。 人民邮电出版社 POSTS tEl OM PRE 动此映

3.结 论 （1）半导体中存在两种载流子，一种 是带负电的自由电子，另一种是带正电的 空穴，它们都可以运载电荷形成电流。 （2）本征半导体中，自由电子和空穴 相伴产生，数目相同