《模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件）第1章 半导体器件

第1章 半号体基础 1.1半号体的导电特性 1.2二极管 1.3稳压二极管 1.4晶体管 (1-1)

(1-1) 第1章 半导体基础 1.1 半导体的导电特性 1.2 二极管 1.3 稳压二极管 1.4 晶体管

1.1半导体的基本知识 导体、半导体和绝缘体 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。 半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘 体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化傢 和一些硫化物、氧化物等。 (1-2)

(1-2) 导体、半导体和绝缘体 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。 半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘 体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓 和一些硫化物、氧化物等。 1.1 半导体的基本知识

半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有 不同于其它物质的特点。例如： 。 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。 ·往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。 (1-3)

(1-3) 半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有 不同于其它物质的特点。例如： • 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。 • 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变

1.1.1本征半导体 一、本征半导体的结构特点 现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们 的最外层电子（价电子）都是四个。 通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。 (1-4)

(1-4) 1.1.1 本征半导体 一、本征半导体的结构特点 Ge Si 通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。 现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们 的最外层电子（价电子）都是四个

本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体。 硅和锗的晶 体结构： (1-5)

(1-5) 本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体。 硅和锗的晶 体结构：

硅和锗的共价键结构 共价键共 +4 用电子对 +4表示 除去价电 子后的原 4 子 (1-6)

(1-6) 硅和锗的共价键结构 共价键共 用电子对 +4 +4 +4 +4 +4表示 除去价电 子后的原 子

形成共价键后，每个原子的最外层电子是 八个，构成稳定结构。 共价键有很强的结合力，使原子规 则排列，形成晶体。 共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为 束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自 由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以 本征半导体的导电能力很弱。 (1-7)

(1-7) 共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为 束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自 由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以 本征半导体的导电能力很弱。 形成共价键后，每个原子的最外层电子是 八个，构成稳定结构。 共价键有很强的结合力，使原子规 则排列，形成晶体。 +4 +4 +4 +4

二、本征半导体的导电机理 1.载流子、自由电子和空穴 在绝对0度（T=0K)和没有外界激发时，价 电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有 可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电 能力为0，相当于绝缘体。 在常温下，由于热激发，使一些价电子获 得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电 子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。 (1-8)

(1-8) 二、本征半导体的导电机理 在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价 电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有 可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电 能力为 0，相当于绝缘体。 在常温下，由于热激发，使一些价电子获 得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电 子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。 1.载流子、自由电子和空穴

空穴 4 自由电子 束缚电子 (1-9)

(1-9) +4 +4 +4 +4 空穴 自由电子 束缚电子

2.本征半导体的导电机理 本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即 自由电子和空穴。 在其它力的作用下， 】 空穴吸引附近的电子 来填补，这样的结果 相当于空穴的迁移， 而空穴的迁移相当于 正电荷的移动，因此 可以认为空穴是载流 子。 (1-10)

(1-10) 2.本征半导体的导电机理 +4 +4 +4 +4 在其它力的作用下， 空穴吸引附近的电子 来填补，这样的结果 相当于空穴的迁移， 而空穴的迁移相当于 正电荷的移动，因此 可以认为空穴是载流 子。 本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即 自由电子和空穴