半导体基础知识
发布时间:2012/2/8 22:02:05 访问次数:2517
什么是半导体AD534JD
物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。硅(Si)和锗(Ge)是最常用的半导体材料。
半导体之所以得到广泛的应用,是因为它具有掺杂性、热敏性和光敏性。人们正是利用它的这些特点制成了多种性能的电子元器件,如半导体二极管、半导体三极管、场效应管、集成电路、热敏元件、光敏元件等。由于用作半导体材料的硅和锗必须是原子排列完全一致的单晶体,所以半导体管通常也称为晶体管。
2.本征半导体
不含杂质,完全纯净的半导体称为本征半导体。最常见的本征半导体是锗和硅晶体,它们都是四价原子,其结构图如图1-1所示:
在常温下,共价键中的价电子被束缚得很紧,不能成为自由电子,因此本征半导体中只有大量的价电子,但却没有自由电子,所以本征半导体的导电性能很差。肖受到光和热外界能量时,共价键中的价电子摆脱共价键的束缚跳到键外成为自由电子,这称为本征激发,又称为热激发。像自由电子这样的带电粒子称为载流子。价电子成为自由电子后,留下了一个空位,称
为空穴。这个空位处因少一个带负电的价电子而呈正极性,所以空穴带有一个单位的正电荷。同样,电子带有一个单位的负电荷。空穴是区别导体与半导体的一个重要特征,导体中只有自由电子,而空穴则和自由电子一样,也是参与导电的一种载流子。本征激发产生空穴后,在其附近作热运动的价电子很容易被这个正电荷所吸引,从而填补到这个空位上,这个电子原来的
位置又留下新的空位,这就相当于空穴移动了一个位置。因此,带正电荷的空穴也能像自由电子一样,在晶体中作热运动。从图1-1中可看出电子、空穴是作相对运动,而且是相伴而生,成对出现的,所以称为“电子空穴对”。该电子空穴对作无规则的运动。由此可见,在没有外加电场作用时,虽然导电性能有所加强,但本征半导体不产生电流。当外加电场时,自由电子将
朝外电源正极的方向移动,产生电子电流;空穴将朝相反(外电源负极)方向移动,形成半导体中的空穴电流。虽然电子、空穴的运动方向不一致,但它们产生的电流方向是一致的,电路电流为二者之和。由于电子和空穴所带的电量又都相等,所以本征半导体在外加电场时,在导电性能上仍是呈中性的。
什么是半导体AD534JD
物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三大类。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。硅(Si)和锗(Ge)是最常用的半导体材料。
半导体之所以得到广泛的应用,是因为它具有掺杂性、热敏性和光敏性。人们正是利用它的这些特点制成了多种性能的电子元器件,如半导体二极管、半导体三极管、场效应管、集成电路、热敏元件、光敏元件等。由于用作半导体材料的硅和锗必须是原子排列完全一致的单晶体,所以半导体管通常也称为晶体管。
2.本征半导体
不含杂质,完全纯净的半导体称为本征半导体。最常见的本征半导体是锗和硅晶体,它们都是四价原子,其结构图如图1-1所示:
在常温下,共价键中的价电子被束缚得很紧,不能成为自由电子,因此本征半导体中只有大量的价电子,但却没有自由电子,所以本征半导体的导电性能很差。肖受到光和热外界能量时,共价键中的价电子摆脱共价键的束缚跳到键外成为自由电子,这称为本征激发,又称为热激发。像自由电子这样的带电粒子称为载流子。价电子成为自由电子后,留下了一个空位,称
为空穴。这个空位处因少一个带负电的价电子而呈正极性,所以空穴带有一个单位的正电荷。同样,电子带有一个单位的负电荷。空穴是区别导体与半导体的一个重要特征,导体中只有自由电子,而空穴则和自由电子一样,也是参与导电的一种载流子。本征激发产生空穴后,在其附近作热运动的价电子很容易被这个正电荷所吸引,从而填补到这个空位上,这个电子原来的
位置又留下新的空位,这就相当于空穴移动了一个位置。因此,带正电荷的空穴也能像自由电子一样,在晶体中作热运动。从图1-1中可看出电子、空穴是作相对运动,而且是相伴而生,成对出现的,所以称为“电子空穴对”。该电子空穴对作无规则的运动。由此可见,在没有外加电场作用时,虽然导电性能有所加强,但本征半导体不产生电流。当外加电场时,自由电子将
朝外电源正极的方向移动,产生电子电流;空穴将朝相反(外电源负极)方向移动,形成半导体中的空穴电流。虽然电子、空穴的运动方向不一致,但它们产生的电流方向是一致的,电路电流为二者之和。由于电子和空穴所带的电量又都相等,所以本征半导体在外加电场时,在导电性能上仍是呈中性的。
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