浙江大学 模电课件.ppt

第一篇电子器件基础
第二章半导体器件的工作机理

半导体材料:硅(Si),锗(Ge),砷化锗(GaAs)
半导体的导电特性
**导电能力:介于导体和绝缘体之间**
**电阻率:10-3-----10-9 **
**PN结是理解半导体器件的基础**
纯净(本征)SI原子晶体结构
载(电)流子:空穴,电子
载流子浓度(室温:三万亿分子一)
载流子浓度与温度关系
*T每升10度,浓度增一倍*
本征激发1
本征激发2
掺5价元素(磷等)
多数载流子(施主原子):电子
少数载流子子:空穴
N(Negative)型掺杂半导体
*掺杂浓度百万分之一*
*多数载流子主要由掺杂浓度决定,热激发可忽略不计*
杂质半导体的电子空穴浓度关系
掺3价元素(硼、砷等)
多数载流子(施主原子):空穴
少数载流子子:电子
P(Positive)型掺杂半导体
*掺杂浓度百万分之一*
*多数载流子主要由掺杂浓度决定,热激发可忽略不计*
杂质半导体的电子空穴浓度关系
载流子的运动方式
扩散运动(截流子浓度不平衡产生)
漂移运动外电场作用引起
PN结(PN Junction)
将P型半导体和N型半导体“焊接”在一起
(1)多子扩散产生内建电场
**扩散与漂移达到动态平衡**
(2)内建电场阻止多子扩散
(3)内建电场促进少子漂移
PN
结
空间电荷层阻挡层
耗尽层
不对称PN结(PN Junction)
PN结的单向导电特性
1、正偏(Forward-Biased)
(1)外建电场削弱内电场,空间电荷区变薄
(2)多子扩散增强,少子漂移作用减弱。多子占优
PN结正向特性
(3)正偏时PN结有较强导电能力,相当于一个小电阻(低阻)
2、反偏(Reverse-Biased)
(1)外建电场与内电场一致空间,空间电荷区变厚
(2)多子扩散减弱,少子漂移增强。少子占优
(3)少子浓度很低,导电能力弱,PN结反偏时等效大电阻(高阻)
(4)少子浓度与与温度密切,反向导电能力随T变化
PN结反向特性