半導體基礎知識
發布時間:2012/2/8 22:02:05 訪問次數:2495
什么是半導體AD534JD
物質按導電能力的強弱可分為導體、絕緣體和半導體三大類。半導體的導電能力介于導體和絕緣體之間。硅(Si)和鍺(Ge)是最常用的半導體材料。
半導體之所以得到廣泛的應用,是因為它具有摻雜性、熱敏性和光敏性。人們正是利用它的這些特點制成了多種性能的電子元器件,如半導體二極管、半導體三極管、場效應管、集成電路、熱敏元件、光敏元件等。由于用作半導體材料的硅和鍺必須是原子排列完全一致的單晶體,所以半導體管通常也稱為晶體管。
2.本征半導體
不含雜質,完全純凈的半導體稱為本征半導體。最常見的本征半導體是鍺和硅晶體,它們都是四價原子,其結構圖如圖1-1所示:
在常溫下,共價鍵中的價電子被束縛得很緊,不能成為自由電子,因此本征半導體中只有大量的價電子,但卻沒有自由電子,所以本征半導體的導電性能很差。肖受到光和熱外界能量時,共價鍵中的價電子擺脫共價鍵的束縛跳到鍵外成為自由電子,這稱為本征激發,又稱為熱激發。像自由電子這樣的帶電粒子稱為載流子。價電子成為自由電子后,留下了一個空位,稱
為空穴。這個空位處因少一個帶負電的價電子而呈正極性,所以空穴帶有一個單位的正電荷。同樣,電子帶有一個單位的負電荷。空穴是區別導體與半導體的一個重要特征,導體中只有自由電子,而空穴則和自由電子一樣,也是參與導電的一種載流子。本征激發產生空穴后,在其附近作熱運動的價電子很容易被這個正電荷所吸引,從而填補到這個空位上,這個電子原來的
位置又留下新的空位,這就相當于空穴移動了一個位置。因此,帶正電荷的空穴也能像自由電子一樣,在晶體中作熱運動。從圖1-1中可看出電子、空穴是作相對運動,而且是相伴而生,成對出現的,所以稱為“電子空穴對”。該電子空穴對作無規則的運動。由此可見,在沒有外加電場作用時,雖然導電性能有所加強,但本征半導體不產生電流。當外加電場時,自由電子將
朝外電源正極的方向移動,產生電子電流;空穴將朝相反(外電源負極)方向移動,形成半導體中的空穴電流。雖然電子、空穴的運動方向不一致,但它們產生的電流方向是一致的,電路電流為二者之和。由于電子和空穴所帶的電量又都相等,所以本征半導體在外加電場時,在導電性能上仍是呈中性的。
什么是半導體AD534JD
物質按導電能力的強弱可分為導體、絕緣體和半導體三大類。半導體的導電能力介于導體和絕緣體之間。硅(Si)和鍺(Ge)是最常用的半導體材料。
半導體之所以得到廣泛的應用,是因為它具有摻雜性、熱敏性和光敏性。人們正是利用它的這些特點制成了多種性能的電子元器件,如半導體二極管、半導體三極管、場效應管、集成電路、熱敏元件、光敏元件等。由于用作半導體材料的硅和鍺必須是原子排列完全一致的單晶體,所以半導體管通常也稱為晶體管。
2.本征半導體
不含雜質,完全純凈的半導體稱為本征半導體。最常見的本征半導體是鍺和硅晶體,它們都是四價原子,其結構圖如圖1-1所示:
在常溫下,共價鍵中的價電子被束縛得很緊,不能成為自由電子,因此本征半導體中只有大量的價電子,但卻沒有自由電子,所以本征半導體的導電性能很差。肖受到光和熱外界能量時,共價鍵中的價電子擺脫共價鍵的束縛跳到鍵外成為自由電子,這稱為本征激發,又稱為熱激發。像自由電子這樣的帶電粒子稱為載流子。價電子成為自由電子后,留下了一個空位,稱
為空穴。這個空位處因少一個帶負電的價電子而呈正極性,所以空穴帶有一個單位的正電荷。同樣,電子帶有一個單位的負電荷。空穴是區別導體與半導體的一個重要特征,導體中只有自由電子,而空穴則和自由電子一樣,也是參與導電的一種載流子。本征激發產生空穴后,在其附近作熱運動的價電子很容易被這個正電荷所吸引,從而填補到這個空位上,這個電子原來的
位置又留下新的空位,這就相當于空穴移動了一個位置。因此,帶正電荷的空穴也能像自由電子一樣,在晶體中作熱運動。從圖1-1中可看出電子、空穴是作相對運動,而且是相伴而生,成對出現的,所以稱為“電子空穴對”。該電子空穴對作無規則的運動。由此可見,在沒有外加電場作用時,雖然導電性能有所加強,但本征半導體不產生電流。當外加電場時,自由電子將
朝外電源正極的方向移動,產生電子電流;空穴將朝相反(外電源負極)方向移動,形成半導體中的空穴電流。雖然電子、空穴的運動方向不一致,但它們產生的電流方向是一致的,電路電流為二者之和。由于電子和空穴所帶的電量又都相等,所以本征半導體在外加電場時,在導電性能上仍是呈中性的。
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