5
1.1.1 本征半导体
1. 半导体及其材料
导体 : 电阻率ρ小于10-3Ω·cm 绝缘体: ρ大于108Ω·cm 半导体: ρ介于导体和绝缘体之间。 常用半导体材料:
硅（Si）、锗（Ge）等
6
1.1.1 本征半导体
2. 本征半导体概念
本征半导体：化学成分纯净的半导体。在应用时制成 单晶体物理结构（共价键结构）。
光敏性：本征半导体的电子—空穴对数量随着光照增强 而明显增加，其导电能力显著增强。
据此可制作各种光电器件，如光敏电阻、光电二极 管、光电三极管等。
12
1.1.1 本征半导体
掺杂性：在纯净的半导体中掺入某些杂质，其导电能力 显著增强。 据此可制作各种半导体器件，如二极管和 三极管等。
13
1.1.2 杂质半导体 杂质半导体：在本征半导体中掺入微量其他元素
2
模块一 常用半导体器件
课题1 晶体二极管和三极管
目录
1.1 半导体及PN结 …………………………… 3 1.2 二极管及二极管电路 …………………… 32 1.3半导体三极管. …………………………… 50 1.4 其它晶极管 ……………………………… 73
4
1.1 半导体及PN结
1.1.1 本征半导体 1.1.2 杂质半导体 1.1.3 载流子的运动方式及形成的电流 1.1.4 PN结的基本原理
1.PN结的形成
在一块本征半导体的 两边掺以不同的杂质，使 其一边形成P型半导体， 另一边形成N型半导体， 则在它们交界处就出现了 电子和空穴的浓度差，于 是P区空穴向N区扩散，N 区电子向P区扩散。
得到的半导体。
杂质半导体可分为： N(电子)型半导体和P(空穴)型半导体两类。
14
1.1.2 杂质半导体
1. N型半导体
在本征半导体中掺入微量五价元素物质（磷、砷等）而 得到的杂质半导体。
结构图
15
1.1.2 杂质半导体
掺杂后，某些位置上的 硅原子被五价杂质原子（如 磷原子）取代。磷原子的5个 价电子中，4个价电子与邻近 硅原子的价电子形成共价键， 剩余价电子只要获取较小能 量即可成为自由电子。同时， 提供电子的磷原子因带正电 荷而成为正离子。电子和正离子成对产生。上述过程称为 施主杂质电离。五价杂质原子又称施主杂质。
16
1.1.2 杂质半导体
N型半导体中还存在来自于本征激发的电子-空穴对。 可见：
在N型半导体中自由电子是多数载流子（简称多子）； 空穴是少数载流子（简称少子）。 整体呈现电中性。
这种电子为多数载流子的杂质半导体称为N型半导体。Leabharlann 171.1.2 杂质半导体
2. P型半导体
在本征半导体中掺入微量三价元素物质（硼、铝等）而
扩散电流： 载流子扩散运动所形成的电流称为扩散电流。
扩散电流大小与载流子浓度梯度成正比
21
1.1.3 载流子运动方式及形成电流
2.漂移运动及漂移电流
漂移运动： 载流子在电场力作用下所作的运动称为漂移运动。
漂移电流： 载流子漂移运动所形成的电流称为漂移电流。
漂移电流大小与电场强度成正比
22
1.1.4 PN结的基本原理
自由电子和空穴成对产生的同时，又不断复合。 在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡， 半导体中载流子便维持一定的数目。
注意： 本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差。
11
1.1.1 本征半导体
4. 本征半导体的特性
热敏性：本征半导体的电子—空穴对数量随着温度的上 升而明显增加，其导电能力显著增强。 据此可制作温度敏感元件，如热敏电阻。
得到的杂质半导体。
结构图
18
1.1.2 杂质半导体
掺杂后，某些位置上的 硅原子被三价杂质原子（如 硼原子）取代。硼原子有3 个价电子，与邻近硅原子的 价电子构成共价键时会形成 空穴，导致共价键中的电子 很容易运动到这里来。同时， 接受一个电子的硼原子因带 负电荷而成为不能移动的负离子。空穴和负离子成对产 生。上述过程称为受主杂质电离。三价杂质原子又称受 主杂质。
19
1.1.2 杂质半导体
P型半导体中还存在来自于本征激发的电子-空穴对。 可见：
在P型半导体中空穴是多数载流子(简称多子)； 自由电子是少数载流子（简称少子）。 整体呈现电中性。
这种空穴为多数载流子的杂质半导体称为P型半导体。
20
1.1.3 载流子运动方式及形成电流
1.扩散运动及扩散电流
扩散运动： 载流子受扩散力的作用所作的运动称为扩散运动。
1
3、了解分离电路和集成电路的关系和区别。 4、为后续相关课程打下良好的基础。 本课程主要是管（元器件）、路（基本放大电路、整流电路、集成电路
等式）、用（应用）三个方面结合。其中路是重点。 三、学习本课程的方法
主要的学习方法还是三个字；记、练、验。 四、本学期学习的主要内容（对照教材相关章节讲解） 五、本课程的考核办法
概述
一、基本概念： 1、电子枝术：也称电子学；就是应用电子元器件或电子设备来达到某种
特定目的或某项特定任务的技术。 2、模拟电子技术：研究在模拟信号下工作的电子电路。 3、数字电子技术：研究在数字信号下工作的电子电路。 4、模拟信号：是指平滑的，连续变化的电压和电流信号。 5、数字信号：是指离散的，不边续的电压和电流信号。 模拟电子技术主要分析放大及各种信号的产生、变换和反馈等知识。 二、本课程的性质： 本课程是电子技术方面的一门技术基础课程；它的主要任务是： 1、让学生掌握基本元器件的功能、符号及外特性。 2、让学生掌握由基本元器件组成的电路的分析方法。
半导体的原子结构
硅(Si)
锗(Ge)
7
1.1.1 本征半导体
共价键结构 共价键中的 两个价电子
原子核
4
共价键
8
1.1.1 本征半导体
3. 本征半导体的导电机理
本征激发现象
本征激发产生的空穴
价电子受热或受光照
（即获得一定能量）后，
可挣脱原子核的束缚，成
价
为自由电子（带负电），
电
同时共价键中留下一个带
子
正电的空穴。
4
本征激发产生的自由电子
9
1.1.1 本征半导体
在本征激发下，本征半导体 中产生两种能参与导电的载 运电荷的粒子(载流子)：
成对的电子和空穴
自由电子在运动过程中又 回到共价键结构中的现象 称为复合。此时电子-空穴 成对消失。
电子和空穴均可参与导电。
自由电子
4
空穴
10
1.1.1 本征半导体