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半导体特点有哪些?

作者:呼伦贝尔油浸式变压器厂  发布日期:2019-03-22  

半导体特点有哪些?
  半导体五大特性∶电阻率特性,导电特性,特性,负的电阻率温度特性,特性。
  ★在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。
  ★在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。
  晶格:晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,称为晶格。
  共价键结构:相邻的两个原子的一对最外层电子(即价电子)不但各自围绕自身所属的原子核运动,而且出现在相邻原子所属的轨道上,成为共用电子,构成共价键。
  自由电子的形成:在常温下,少数的价电子由于热运动获得足够的能量,挣脱共价键的束缚变成为自由电子。
  空穴:价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。
  电子电流:在外加电场的作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流。
  空穴电流:价电子按一定的方向依次填补空穴(即空穴也产生定向移动),形成空穴电流。
  本征半导体的电流:电子电流+空穴电流。自由电子和空穴所带电荷极性不同,它们运动方向相反。
  载流子:运载电荷的粒子称为载流子。
  导体电的特点:导体导电只有一种载流子,即自由电子导电。
  本征半导体电的特点:本征半导体有两种载流子,即自由电子和空穴均参与导电。
  本征激发:半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发。
  复合:自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴,使两者同时消失,这种现象称为复合。
  动态平衡:在一定的温度下,本征激发所产生的自由电子与空穴对,与复合的自由电子与空穴对数目相等,达到动态平衡。
  载流子的浓度与温度的关系:温度一定,本征半导体中载流子的浓度是一定的,并且自由电子与空http://jining.cpkoatings.com/穴的浓度相等。当温度升高时,热运动加剧,挣脱共价键束缚的自由电子增多,空穴也随之增多(即载流子的浓度升高),导电性能增强;当温度降低,则载流子的浓度降低,导电性能变差。
  结论:本征半导体的导电性能与温度有关。半导体材料性能对温度的敏感性,可制作热敏和器件,又造成半导体器件温度稳定性差的原因。
  杂质半导体:通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素,可得到杂质半导体。
  N型半导体:在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体。
  多数载流子:N型半导体中,自由电子的浓度大于空穴的浓度,称为多数载流子,简称多子。
  少数载流子:N型半导体中,空穴为少数载流子,简称少子。
  施子原子:杂质原子可以提供电子,称施子原子。
  N型半导体的导电特性:它是靠自由电子导电,掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能也就越强。
  P型半导体:在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,形成P型半导体。
  多子:P型半导体中,多子为空穴。
  少子:P型半导体中,少子为电子。
  受主原子:杂质原子中的空位吸收电子,称受主原子。
  P型半导体的导电特性:掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能也就越强。
  结论:
  多子的浓度决定于杂质浓度。
  少子的浓度决定于温度。
  PN结的形成:将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成PN结。
  PN结的特点:具有单向导电性。
  扩散运动:物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动,这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。
  空间电荷区:扩散到P区的自由电子与空穴复合,而扩散到N区的空穴与自由电子复合,所以在交界面附近多子的浓度下降,P区出现负离子区,N区出现正离子区,它们是不能移动,称为空间电荷区。
  电场形成:空间电荷区形成内电场。
  空间电荷加宽,内电场增强,其方向由N区指向P区,阻止扩散运动的进行。
  漂移运动:在电场力作用下,载流子的运动称漂移运动。
  PN结的形成过程:如图所示,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在无外电场和其它激发作用下,参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目,从而达到动态平衡,形成PN结。
  PN结的形成过程
  电位差:空间电荷区具有一定的宽度,形成电位差Uho,电流为零。
  耗尽层:绝大部分空间电荷区内自由电子和空穴的数目都非常少,在分析PN结时常忽略载流子的作用,而只考虑离子区的电荷,称耗尽层。
  PN结的单向导电性

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