半導(dǎo)體分為:
本征半導(dǎo)體 、雜質(zhì)半導(dǎo)體。
本征半導(dǎo)體:純凈半導(dǎo)體,不含有雜質(zhì)的半導(dǎo)體。
雜質(zhì)半導(dǎo)體:含有雜質(zhì)的半導(dǎo)體。
通常所說的半導(dǎo)體是指雜質(zhì)半導(dǎo)體。
半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
共價鍵。
共價鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力,使原子規(guī)則排列,形成晶體。
本征半導(dǎo)體:
半導(dǎo)體硅和鍺,它們的最外層電子(價電子)都是四個。
鍺原子
硅原子
在硅和鍺晶體中,原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣,每個原子都處在正四面體的中心,而四個其它原子位于四面體的頂點(diǎn),每個原子與其相臨的原子之間形成共價鍵,共用一對價電子。
共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中二極管,稱為束縛電子,常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電子,因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少,所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。
在絕對0度(T=0K)和沒有外界激發(fā)時,價電子完全被共價鍵束縛著,本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)動的帶電粒子(即載流子),它的導(dǎo)電能力為 0,相當(dāng)于絕緣體。
在常溫下,由于熱激發(fā),使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛,成為自由電子,同時共價鍵上留下一個空位,稱為空穴。溫度越高,載流子的濃度越高。
本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子,即自由電子和空穴,有一個電子就會有一個空穴。
在外電場的作用下,空穴吸引附近的電子來填補(bǔ),這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移,而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動,因此可以認(rèn)為空穴是載流子。
本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成:1. 自由電子移動產(chǎn)生的電流。
2. 空穴移動產(chǎn)生的電流。
本征半導(dǎo)體總結(jié):
1、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。
2、本征半導(dǎo)體載流子的濃度很低,所以總的來說導(dǎo)電能力很差。
3、本征半導(dǎo)體的載流子的濃度取決于溫度。溫度越高,載流子的濃度越高,本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。
4、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理:熱敏性
雜質(zhì)半導(dǎo)體分為:
N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體
在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素的半導(dǎo)體叫做本征半導(dǎo)體。
N型半導(dǎo)體——摻入五價雜質(zhì)元素(如磷)的半導(dǎo)體,自由電子濃度大大增加,也稱為(電子半導(dǎo)體)。
P型半導(dǎo)體——摻入三價雜質(zhì)元素(如硼)的半導(dǎo)體,空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體,也稱為(空穴半導(dǎo)體)。
N型半導(dǎo)體:
在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子,它主要由雜質(zhì)原子提供;空穴是少數(shù)載流子, 由熱激發(fā)形成。提供自由電子的五價雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子,因此五價雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。
P型半導(dǎo)體:
在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子,它主要由摻雜形成;自由電子是少數(shù)載流子二極管, 由熱激發(fā)形成??昭ê苋菀追@電子,使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價雜質(zhì) 因而也稱為受主雜質(zhì)。
PN 結(jié)的形成:
在同一片半導(dǎo)體基片上,分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體,經(jīng)過載流子的擴(kuò)散,在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。在空間電荷區(qū),由于缺少多子,所以也稱耗盡層。
N型和P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上發(fā)生如下物理過程:
PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕?/p>
當(dāng)外加電壓使PN結(jié)中P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位,稱為加正向電壓,簡稱正偏;反之稱為加反向電壓,簡稱反偏。
PN結(jié)加正向電壓時 :
?低電阻
? 大的正向擴(kuò)散電流
PN結(jié)加正向電壓
PN結(jié)加反向電壓時:
? 高電阻
? 很小的反向漂移電流
PN結(jié)加反向電壓
PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕?/p>
PN結(jié)的反向擊穿:
當(dāng)PN結(jié)的反向電壓增加到一定數(shù)值時,反向電流突然快速增加,此現(xiàn)象稱為PN結(jié)的反向擊穿。
熱擊穿——不可逆
齊納擊穿、雪崩擊穿都屬于電擊穿——可逆
反向擊穿曲線
二極管的參數(shù):
1、 最大整流電流IF
二極管長期使用時,允許流過二極管的最大正向平均電流。
2、反向擊穿電壓VBR和最大反向工作電壓VRM
二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增,二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?,甚至過熱而燒壞。
3、反向電流IR
二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大,說明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼朔聪螂娏髟叫≡胶?。反向電流受溫度的影響,溫度越高反向電流越大?/p>
4、正向壓降VF
5、極間電容CB或 最高工作頻率
文章由啟和科技編輯
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