PPT《半导体二极管及其应用》

2、本征半导体中成对产生的电子和空穴. 掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度,所以,自由电子浓度远大于空穴浓度.自由电子称为多数载流子(多子),空穴称为少数载流子(少子).

二、P 型半导体 在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素,如硼(或铟),晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代,硼原子的最外层有三个价电子,与相邻的 半导体原子形成共价键时,产生一个空穴.这个空穴可能吸引束缚电子来填补,使得硼原子成为不能移动的带负电的离子.由于硼原子接受电子,所以称为受主原子. +4 +4 +3 +4 空穴 硼原子 P 型半导体中空穴是多子,电子是少子.

三、杂质半导体的示意表示法 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - P 型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + N 型半导体 杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流.但由于数量的关系,起导电作用的主要是多子.近似认为多子与杂质浓度相等. §1.1.3 PN结

一、 PN 结的形成 在同一片半导体基片上,分别制造P 型半导体和N 型半导体,经过载流子的扩散,在它们的交界面处就形成了PN 结. P型半导体 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - N型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 扩散运动 内电场E 漂移运动 扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽,空间电荷区越宽. 内电场越强,就使漂移运动越强,而漂移使空间电荷区变薄. 空间电荷区,也称耗尽层. 漂移运动 P型半导体 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - N型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 扩散运动 内电场E 所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡,相当于两个区之间没有电荷运动,空间电荷区的厚度固定不变. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 空间电荷区 N型区 P型区 电位V V0

1、空间电荷区中没有载流子.

2、空间电荷区中内电场阻碍P中的空穴、N区 中的电子(都是多子)向对方运动(扩散运动).

3、P 区中的电子和 N区中的空穴(都是少),数量有限,因此由它们形成的电流很小. 注意:

二、 PN结的单向导电性 PN 结加上正向电压、正向偏置的意思都是: P 区加正、N 区加负电压. PN 结加上反向电压、反向偏置的意思都是: P区加负、N 区加正电压. - - - - + + + + R E

1、PN 结正向偏置 内电场 外电场 变薄 P N + _ 内电场被削弱,多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流.

2、PN 结反向偏置 - - - - + + + + 内电场 外电场 变厚 N P + _ 内电场被被加强,多子的扩散受抑制.少子漂移加强,但少子数量有限,只能形成较小的反向电流. R E PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;

PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流.由此可以得出结论:PN结具有单向导电性.

3 PN结方程 其中 PN结的伏安特性 IS ――反向饱和电流 VT ――温度的电压当量 且在常温下(T=300K)

三、 PN结的反向击穿 当PN结的反向电压增加到一定数值时,反向电流突然快速增加,此现象称为PN结的反向击穿. 热击穿――不可逆 雪崩击穿――高反压,碰撞电离 齐纳击穿――较低反压,场致激发 电击穿――可逆

四、 PN结的电容效应 PN结具有一定的电容效应(结电容),它由两方面的因素决定.一是势垒电容CB , 二是扩散电容CD .