《电工学》课程PPT教学课件（电子技术）第01章 二极管和晶体管

第一章 二极管和三极信

第一章 二极管和三极管

§1半导体的导电特性 半导体一它的导电能力介于导体和绝缘体之间。如 硅、锗、硒及大多数金属氧化物和硫化物等都是半导体。 半导体的导电特性主要表现在其导电能力在不同条件 下具有很大的差别： (1)有的半导体对温度的反映特别灵敏。环境温度增高时，其导电能力要 增强很多。 (2)有的半导体对光照的反映特别灵敏，当受到光照时，其导电能力要增 强很多；当不受到光照时，又变得象绝缘体那样不导电。 (3)如果在纯净的半导体中摻入微量的某种杂质，其导电能力要增强很多。 半导体的导电特性，在不同条件下具有很大的差别， 是由其内部结构的特殊性所决定的

§1 半导体的导电特性 半导体——它的导电能力介于导体和绝缘体之间。如 硅、锗、硒及大多数金属氧化物和硫化物等都是半导体。 半导体的导电特性主要表现在其导电能力在不同条件 下具有很大的差别： （1）有的半导体对温度的反映特别灵敏。环境温度增高时，其导电能力要 增强很多。 （2）有的半导体对光照的反映特别灵敏，当受到光照时，其导电能力要增 强很多；当不受到光照时，又变得象绝缘体那样不导电。 （3）如果在纯净的半导体中掺入微量的某种杂质，其导电能力要增强很多。 半导体的导电特性，在不同条件下具有很大的差别， 是由其内部结构的特殊性所决定的

1本征半导体 目前最常用的半导体材料是硅和储，它们的原子最外 层都有四个价电子，都是四价元素。将硅和锗提纯（取掉 无用杂质)并形成单晶体，即本征半导体。 Si aEw, Ge

1 本征半导体 目前最常用的半导体材料是硅和锗，它们的原子最外 层都有四个价电子，都是四价元素。将硅和锗提纯（取掉 无用杂质）并形成单晶体，即本征半导体。 Si Ge

共价键 在本征半导体的晶体结构中，每一个原子与相邻的四个原子相结合。结合方法是，每一个原子 的一个价电子与相邻的另外一个原子的一个价电子组成一个电子对，称为共价键。由于共价键的形 成，每一个原子的最外层实际上相当于有8个价电子，在通常情况下，这8个价电子处于相对稳定的 状态，但在获得一定能量后（温度升高或受光照）即可挣脱原子核的束缚而成为自由电子

Si Si Si Si 共价键 在本征半导体的晶体结构中，每一个原子与相邻的四个原子相结合。结合方法是，每一个原子 的一个价电子与相邻的另外一个原子的一个价电子组成一个电子对，称为共价键。由于共价键的形 成，每一个原子的最外层实际上相当于有8个价电子，在通常情况下，这8个价电子处于相对稳定的 状态，但在获得一定能量后（温度升高或受光照）即可挣脱原子核的束缚而成为自由电子

共价键 1■■■■■■ ■■■■■■■■■■■ 在价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，称为空穴。这时原 子带正电，也可以认为原子中出现了带正电的空穴。带正电的空穴要吸引相邻的共价键中的价电子， 来填补空穴；新的空穴又要吸引相邻的共价键中的价电子，来填补空穴。如此继续下去，就好象带 正电的空穴在运动

Si Si Si Si 共价键 在价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，称为空穴。这时原 子带正电，也可以认为原子中出现了带正电的空穴。带正电的空穴要吸引相邻的共价键中的价电子， 来填补空穴；新的空穴又要吸引相邻的共价键中的价电子，来填补空穴。如此继续下去，就好象带 正电的空穴在运动

共价键 ■■ 在价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，称为空穴。这时原 子带正电，也可以认为原子中出现了带正电的空穴。带正电的空穴要吸引相邻的共价键中的价电子， 来填补空穴；新的空穴又要吸引相邻的共价键中的价电子，来填补空穴。如此继续下去，就好象带 正电的空穴在运动

Si Si Si Si 共价键 在价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，称为空穴。这时原 子带正电，也可以认为原子中出现了带正电的空穴。带正电的空穴要吸引相邻的共价键中的价电子， 来填补空穴；新的空穴又要吸引相邻的共价键中的价电子，来填补空穴。如此继续下去，就好象带 正电的空穴在运动

共价键 1 1■■■■■■ ■■■■■■■■■■■ 在价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，称为空穴。这时原 子带正电，也可以认为原子中出现了带正电的空穴。带正电的空穴要吸引相邻的共价键中的价电子， 来填补空穴；新的空穴又要吸引相邻的共价键中的价电子，来填补空穴。如此继续下去，就好象带 正电的空穴在运动

Si Si Si Si 共价键 在价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，称为空穴。这时原 子带正电，也可以认为原子中出现了带正电的空穴。带正电的空穴要吸引相邻的共价键中的价电子， 来填补空穴；新的空穴又要吸引相邻的共价键中的价电子，来填补空穴。如此继续下去，就好象带 正电的空穴在运动

共价键 ■■■■ 在价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，称为空穴。这时原 子带正电，也可以认为原子中出现了带正电的空穴。带正电的空穴要吸引相邻的共价键中的价电子， 来填补空穴；新的空穴又要吸引相邻的共价键中的价电子，来填补空穴。如此继续下去，就好象带 正电的空穴在运动

Si Si Si Si 共价键 在价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，称为空穴。这时原 子带正电，也可以认为原子中出现了带正电的空穴。带正电的空穴要吸引相邻的共价键中的价电子， 来填补空穴；新的空穴又要吸引相邻的共价键中的价电子，来填补空穴。如此继续下去，就好象带 正电的空穴在运动

结论 (1)半导体中存在自由电子和空穴两种载流子。本 征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现的，同时又不 断复合。在一定条件下（温度下）载流子的产生和复合达 到动态平衡，于是载流子便维持一定数目。温度越高或受 光照越强，载流子数目越多，半导体的导电性能也就越好 所以温度或光照对半导体的导电性能影响很大。 (2)当半导体两端加上电压后，半导体中将出现两 部分电流。一部分是自由电子作定向运动所形成的电子电 流，另一部分是价电子或自由电子填补空穴所形成的空穴 电流。在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这 是半导体的最大特点，也是半导体和导体导电的本质区别

（1）半导体中存在自由电子和空穴两种载流子。本 征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现的，同时又不 断复合。在一定条件下（温度下）载流子的产生和复合达 到动态平衡，于是载流子便维持一定数目。温度越高或受 光照越强，载流子数目越多，半导体的导电性能也就越好， 所以温度或光照对半导体的导电性能影响很大。 （2）当半导体两端加上电压后，半导体中将出现两 部分电流。一部分是自由电子作定向运动所形成的电子电 流，另一部分是价电子或自由电子填补空穴所形成的空穴 电流。在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这 是半导体的最大特点，也是半导体和导体导电的本质区别。 结 论

2N型半导体和P型半导体 本征半导体中虽然有自由电子和空穴两种载流子，但 由于数量极少，所以导电能力很低。如果在本征半导体中 掺入微量的某种杂质（某种元素），将使掺杂后的半导体 (杂质半导体)的导电能力大大增强。由于掺入的杂质不 同，杂质半导体可分为两类。 电子半导体(N型半导体) 杂质半导体 空穴半导体(P型半导体)

2 N型半导体和P型半导体 本征半导体中虽然有自由电子和空穴两种载流子，但 由于数量极少，所以导电能力很低。如果在本征半导体中 掺入微量的某种杂质（某种元素），将使掺杂后的半导体 （杂质半导体）的导电能力大大增强。由于掺入的杂质不 同，杂质半导体可分为两类。 电子半导体（N型半导体） 空穴半导体（P型半导体） 杂质半导体