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为什么研究半导体？ 电子电路工作的核心器件是晶体管，而晶体管是由半导体材料构成的。
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半导体的导电特性
一、半导体：
导电性能介于导体与绝缘体之间的物质。
单质半导体：碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)
化合物半导体：磷化镓、砷化镓、磷砷化镓等
本征半导体：% 纯度的具有晶体结构的半导体 “九个九”
物质按照其原子排列特点可分为：
（晶体：原子、分子完全按照严格的周期性重复排列的物质称为晶体，原子呈无序排列的叫做非晶体，介于这两者之间的叫做准晶体。）
晶格：晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵，称为晶格。
大多数半导体器件所用主要材料是硅和锗
化学元素周期表
共价键（Covalence Bond）
从本征Si结构上分析其导电性 硅晶体的立体结构
钻石结构
01
在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强，
02
经过研究发现在热力学温度零度（即T = 0 K ）时，
03
价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚，
04
晶体中不存在能够导电的载流子，
05
半导体不能导电，如同绝缘体一样。
本征半导体平面结构示意图
本征激发和复合的过程
本征半导体的激发与复合
激发：半导体受外界因素(例如温度、光照、电场等)的影响，
产生“电子—空穴对”的过程。
复合：电子空穴对消失的过程。
特点：
激发形成两种载流子：自由电子与空穴。
自由电子数 = 空穴数。
两种载流子参加导电。
导电性能与激发因素(温度、光照）有很大关系。
N型半导体
01
杂质半导体导电能力的可控性
02
通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素,得到杂质半导体。
03
N型半导体
04
在本征半导体中掺入5价P元素，形成N型半导体。
05
特点：自由电子的数目远远大于空穴的数目，称为多子；空穴称为少子。
06
在本征半导体中掺入3价B元素，形成P型半导体。
特点：空穴的数目远远大于自由电子的数目，称为多子；自由电子称为少子。
P型半导体
P型半导体
01
03
02
04
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