安徽科技学院：《模拟电子技术》课程教学资源（课件讲稿）第一章 半导体二极管及其应用

第一章平导体二极管及其爱用 §1.1半导体基础知识 §1.2半导体二极管

第一章 半导体二极管及其应用 §1.1 半导体基础知识 §1.2 半导体二极管

§1半导体基础知积 本征半导体 二、 杂质半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电容效应

§1 半导体基础知识 一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电容效应

一、本征半导体 1、什么是住导体？什么是本征程导体7 导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 半导体一一硅(Si)、锗(G),均为四价元素，它们原 子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 无杂质 稳定的结构

一 、本征半导体 导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 1、什么是半导体？什么是本征半导体？ 半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原 子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 无杂质 稳定的结构

热敏性：对温度敏 感，如热敏电阻 光敏 光敏 二极 电阻 半导体 光敏性：对光照敏感， 的特性 如光电管、光敏电阻、 光电池 杂敏性：对杂 质敏感，如半 导体器件

半导体 的特性 热敏性：对温度敏 感，如热敏电阻 光敏性：对光照敏感， 如光电管、光敏电阻、 光电池 杂敏性：对杂 质敏感，如半 导体器件 光敏电阻 光敏二极管

2、本征导体的猪构 共价键 由于热运动，具有足够能量 空穴 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置，称为空穴 +4 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 动态平衡 一 定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高， 热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对 的浓度加大

2、本征半导体的结构 由于热运动，具有足够能量 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置，称为空穴 自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。 共价键 一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高， 热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对 的浓度加大。 动态平衡

3、本征半导体中的两种载流子 运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 自由 子和带正电的空穴均参与导电， 电子 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度K时不导电。 两种载流子

两种载流子 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 3、本征半导体中的两种载流子 运载电荷的粒子称为载流子。 温度升高，热运动加剧，载 流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电

二、杂质生导体 1.N型住导体 多数载流子 自由 杂质半导体主要靠多数载流 电子 子导电。掺入杂质越多，多子 浓度越高，导电性越强，实现 施主 导电性可控。 原子 磷(P)

二、杂质半导体 1. N型半导体  5 磷（P） 杂质半导体主要靠多数载流 子导电。掺入杂质越多，多子 浓度越高，导电性越强，实现 导电性可控。 多数载流子

2.P型得导体 多数载流子 空穴 十4 空位o +4 。+3 +4 P型半导体主要靠空穴导电， 受主 掺入杂质越多，空穴浓度越高， 原子 导电性越强， +4 +4 +4 ● ● 硼(B)

2. P型半导体  3 硼（B） 多数载流子 P型半导体主要靠空穴导电， 掺入杂质越多，空穴浓度越高， 导电性越强

三、PN猪的形成及其单向导电性 物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气 体、液体、固体均有之。 P区空穴 空穴负离子 正离子 自由电子 N区自由电 浓度远高 子浓度远高 于N区。 于P区。 P区 N区 扩散运动 扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场

三、PN结的形成及其单向导电性 物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气 体、液体、固体均有之。 扩散运动 P区空穴 浓度远高 于N区。 N区自由电 子浓度远高 于P区。 扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面 N区的自由电子浓度降低，产生内电场

PN猪的形成 由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成 内电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P 区、自由电子从P区向N区运动。 空间电荷区 漂移运动 因电场作用所产生的 运动称为漂移运动。 P区 N区 参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态 平衡，就形成了PN结

PN 结的形成 因电场作用所产生的 运动称为漂移运动。 参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态 平衡，就形成了PN结。 漂移运动 由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成 内电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P 区、自由电子从P区向N 区运动