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2
二、发展趋势及应用
21世纪仍然是电子技术发展的世纪。微电子 技术；光电子技术；分子、生物、传感器电子 技术；存储、显示电子技术是电子技术领域四 项特别引人注目的技术。这些技术的迅速成熟 使得电子技术呈现出的明显的发展速度快；应 用领域广；高新技术含量高；机电一体化；光 电一体化；控制自动化；操作傻瓜化；逐步实 现人工智能化的发展趋势。各种技术的相互渗 透，数字化、多媒体、微电子等信息技术促进 了电子技术、计算机通信技术的逐步融合。
击穿”和“齐纳击穿”两类。
29
• 雪崩击穿的过程是这样的，当反向电压较高 时，结内电场很强，而结层又有一定的宽度， 在结内作漂移运动的少数载流子受强电场的 加速作用可获得很大的能量。它与结内原子 碰撞时，使原子的价电子摆脱束缚状态而形 成电子－空穴对。新产生的电子和空穴在强 电场作用下，再去碰撞其它原子，产生更多 的电子－空穴对。如此连锁反应，使耗尽层 中载流子的数量急剧增加，反向电流迅速增 大，PN结发生了雪崩击穿。雪崩击穿的本质 是碰撞电离。
12
三、本征半导体中的两种载流子
物质内部运载电荷的粒子称为载流子。 物质的导电能力决定于载流子的数目和 运动速度。晶体中的共价键具有很强的 结合力，在热力学零度，价电子没有能 力脱离共价键的束缚，这时晶体中没有 自由电子，半导体不能导电。在室温下， 少数价电子因热激发而获得足够的能量， 因而脱离共价键的束缚变为自由电子， 同时在原来共价键处留下一个空位。这 个空位叫空穴。
1、势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽 度随之变化，即耗尽层的电荷量随外加电 压而增多或减少，这种现象与电容器的充、 放电过程相同，耗尽层宽窄变化所等效的 这个电容称为势垒电容Cb。
32
2、扩散电容 当PN结加正向偏压时，P区和N区的多子
就会在扩散过程中越过PN结成为另一方的 少子，称为非平衡少子。当正向偏压变化 时，相应地有载流子的“充入”和“放 出”，等效于电容的充、放电效应。因为 这一等效电容是由于载流子在扩散中产生 的电荷积累引起的，所以称为扩散电容Cd。
23
PN结的形成
24
在电场力作用下，载流子的运动称为 漂移运动。另一方面，在P区和N区交界面 附近空间电荷区形成的内电场又使少子产 生漂移运动，使空间电荷区变窄，又将引 起多子扩散以加强内电场。在平衡状态下， 总的扩散电流等于漂移电流，且二者方向 相反，PN结中的电流为零。
25
二、 PN结的单向导电性 1、PN结加正向电压时处于导通状态
它为什么具有单向导电性？在PN结加反向电 压时果真没有电流吗？ • 晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的？ 场效应管是通过什么方式来控制漏极电流的？ 为什么它们都可以用于放大？
7
1.1 半导体基础知识
半导体器件是构成电子电路的基本元件，它们所用 的材料是经过特殊加工且性能可控的半导体材料。
1.1.1 本征半导体 纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。
13
当共价键中出现空穴时，相邻原子的价电子 比较容易离开它所在的共价键，填充到这个空 穴中来，而在原共价键处留下新的空穴，这个 空穴又可被相邻原子的价电子填充，再出现空 穴。这样依次填充下去，便形成了空穴电流。 所以在本征半导体中，自由电子与空穴是成对 出现的 。由于自由电子和空穴所带电荷极性不 同，所以它们的运动方向相反，本征半导体中 的电流是两个电流之和。在本征半导体中有两 种载流子，即电子和空穴。电子和空穴均参与 导电，这是半导体导电的特殊性质。
20
P型半导体的结构
21
1.1.3 PN 结 •
在一块本征半导体上，一边掺入施主杂 质，使之变为N型半导体，另一边掺入受主 杂质，使之变为P型半导体，那么在P型半 导体和N型半导体的交界面附近，就会形成 一个具有独特物理特性的PN结。PN结具有 单向导电性。
22
一、 PN结的形成
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。P型半导体和N型半导体结合在一起时， 交界面两侧多子和少子的浓度有很大的差别， 就要进行扩散，进而形成空间电荷区，随着扩 散的进行，空间电荷区加宽，内电场加强。而 内电场的作用是阻止多子扩散的，所以由浓度 差产生的多子扩散的结果产生的内电场对扩散 的阻碍作用最终将达到平衡，使空间电荷区的 宽度不再变化。
5
第一章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识 1·2 半导体二极管 1·3 双极型晶体管 1.4 场效应管
6
本章讨论的问题
• 为什么采用半导体材料制作电子器件？ • 空穴是一种载流子吗？空穴导电时电子运动吗？ • 什么是N型半导体？什么是P型半导体？当两
种半导体制作在一起时会产生什么现象？ • PN结上所加端电压与电流符合欧姆定律吗？
18
N型半导体的结构
19
二、P型半导体
硼原子能接受一个电子，故称为受主杂质 或P型杂质。 硼原子接受一个电子后，成为 带负电的不能移动的负离子，同时产生一个 空穴。但产生空穴的同时并不产生自由电子， 只是由于本征激发产生为数甚少的电子－空 穴对，因此空穴的数量远大于自由电子的数 量，故称这种杂质半导体为P（Positive）型 半导体。在P型半导体中，空穴为多子，自由 电子为少子。
由此可见，PN结的结电容Cj是Cb与Cd之和， 即Cj = Cb+Cd
33
1·2 半导体二极管
1.2.1 半导体二极管的几种常见结构
半导体二极管按其不同结构，可分为点接触 型、面结合型和平面型几类。
点接触型二极管由一根金属丝经过特殊工艺 与半导体表面相接，形成PＮ结。因而结面积 小，所以不能通过较大的电流，但结电容较 小，一般在1pF以下，工作频率可达100MHz以 上，但不能承受较高的反向电压和通过较大 的电流。这类管子适用高频电路、小功率整 流和脉冲数字电路中的开关。
电源的正极接P区，负极接N区，叫做加“正向 电压”或“正向偏置”。产生较大的正向电流。 2、PN结加反向电压时处于截止状态
电源的正极接N区，负极接P区，称为加反向电 压。PN结加正向电压时，耗尽层变窄，呈现较小 的正向电阻，正向电流较大；加反向电压时，耗 尽层增厚，呈现较大的反向电阻，反向电流很小。 PN结的这种正向导电性能好，而反向导电性能差 的特性，称为PN结的单向导电性。
4
三、课程特点、研究对象、体系结构 模拟电子技术基础是研究各种半导体器件的性能、 电路及其应用的学科。采用定性分析、定量估算 的模式。 模拟信号的放大、运算、处理、转换和产生。 先器件后电路、先小信号后大信号、先基础后应 用。
四、学习方法 注重基本概念、基础知识、电路的工作原理、电路
结构、技术要点。工程估算即近似计算。
每个原子的价电子不仅受自身原子核的束缚， 还受相邻原子的影响，致使价电子轨道交叠。 每个价电子有时绕自身原子核运动，有时也出 现在相邻原子所属的轨道上，为两个原子所共 有，形成共价键结构。
11
（a）硅和锗原子的简化结构模型 (b)晶体的 共价键结构及电子空穴对的产生 •硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图
15
理论分析表明，本征半导体载流子的浓度为 n i = p i =k1T3/2 e-E/2KT
ni和pi分别表示自由电子与空穴的浓度（cm－3）， T为热力学温度，K为玻耳兹曼常数（8.63×10 －5 eV/K），E为热力学零度时破坏共价键所需 的 能 量 ， 又 称 禁 带 宽 度（ 硅 为 1.21eV ， 锗 为 0.785eV），K1是与半导体材料载流子有效质量、 有效能级密度有关的常量（硅3.87×10－6 cm－3 K－3 / 2，锗为1.76×10—16cm－3 K－3 / 2）。
3
电子技术理论的高速发展、技术的进步、创 新使电子产品更新换代速度越来越快，达到 了前所未有的速度。电子技术渗透到了全社 会的各个产品中，并不断产生着新产品门类。 模拟技术被数字化技术逐步取代，已成为技 术 进 步 的 总 趋 势 。 应 用 技 术 由 元 件 —— 集 成——单机应用——系统集成，并向实现网 络化、综合化、智能化方向发展。发展速度 之快、应用领域之广是人们难以预料的。
8
一、半导体 物质的导电性能取决于原子结构。导体一般为
低价元素。高价元素或高分子物质导电性极差成 为绝缘体。近代电子器件中，用得最多的半导体 材料是硅和锗，它们都是四价元素，它们的最外 层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚， 也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧，而且 都具有晶体的结构。因而其导电性介于导体和绝 缘体之间。
课程说明
一、基本要求 （1）掌握模拟电子技术中基本电路的工作 原理、分析方法及简单估算方法；注重培养 定性分析能力、综合应用能力和创新意识。 （2）强调基础，突出重点。掌握模拟电子 技术基础知识、基本理论和重要知识点。
1
（3）以分立元件、晶体管作为主要器件， 集成运放以应用为主。 （4）了解模拟电子技术的前沿理论、应 用前景和发展动态，以及模拟电子技术 教学的新成果，具有一定的创造能力和 自学能力及独立分析问题、解决问题的 能力。
14
四、本征半导体中载流子的浓度
在本征半导体内，受激产生一个自由电 子必然相伴产生一个空穴，电子和空穴是成 对产生的，这种现象称为本征激发。在本征 半导体中，价电子受激产生电子—空穴对， 而自由电子在运动中，以会遇到空穴，并与 空穴相结合而消失，这一过程称为复合。在 一定的温度下，电子、空穴对的产生和复合 都在不停地进行，最终处于一种动态平衡状 态，使半导体中的载流子浓度一定。且空穴 电子数相等。
30ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 齐纳击穿发生在高浓度掺杂的PN结中。 因为杂质浓度很高，使耗尽层的宽度比 一般情况窄得多，即使外加反向电压不 高（5V以下），耗尽层中的电场强度就 已达到非常高的数值，以致把结内束缚 电子直接从共价键中拉出来，产生大量 载流子，发生齐纳击穿。
31
五、 PN结的电容效应
PN结内有电荷的存储，当外加电压变化 时，存储的电荷量随之变化，表明PN结具 有电容的性质。这一电容由势垒电容和扩 散电容两部分组成。
9
在形成的晶体结构的半导体中，掺入特 定的杂质时，导电性能具有可控性；并且在 光照和热辐射条件下，导电性还有明显的变 化。这些特殊的性质决定了半导体可以制成 各种电子器件。
10
二、本征半导体中的晶体结构 单晶体即为本征半导体。
晶格：晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵。 硅或锗原子组成晶体后，原子之间靠得很近，
26
PN结加正向电压 时处于导通状态
PN结加反向电压 时处于截止状态
27
三、PN 结的电流方程
由理论分析可知，PN结所加端电压u与流过 它的电流i的关系为
i=IS（e qu / kT - 1）
IS 为反向饱和电流，q为电子电量，T为热
力学温度，K为玻耳兹曼常数。将KT/q用UT
代替，则得i=IS（e
u
/
U T
-
1）常温下，
即T=300K时，UT≈26mV。
28
四、PN结的伏安特性
当PN结外加正向电压，且u远大于UT时，
I≈ISe
u
/
U T
；当加于PN结的反向电压增
大到一定数值时，反向电流突然急剧增
大，这种反向电流剧增的现象称为PN结
的反向击穿，对应于电流开始剧增的电
压，称为击穿电压。PN结击穿分“雪崩
半导体的导电性能对温度很敏感。
16
1.1.2 杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的合适杂质元素，
就会使半导体的导电性能发生显著变化。这 些微量元素的原子称为杂质。掺杂后的半导 体称为杂质半导体，分N型和P型两种。
17
一、N型半导体
• 在硅或锗的晶体中掺入五价元素后，杂质原子就 替代了晶格中某些硅原子的位置，多余的一个价电子 处在共价键之外，由于磷原子给出了一个多余的电子， 故称磷原子为施主杂质，也称N（Negative）型杂质。 磷原子给出一个多余的电子后，本身成为正离子，但 在产生自由电子的同时，并不产生空穴，这点与本征 半导体不同。正离子束缚在晶体中不能移动，所以它 不能参与导电。在掺磷后的硅晶体中同样也有本征激 发产生的电子－空穴对，但数量很少，因此，自由电 子数远大于空穴数，故称这种杂质半导体为N型半导 体。N型半导体中，电子为多数载流子（简称多子）， 空穴为少数载流子（简称少子）。
二、发展趋势及应用
21世纪仍然是电子技术发展的世纪。微电子 技术；光电子技术；分子、生物、传感器电子 技术；存储、显示电子技术是电子技术领域四 项特别引人注目的技术。这些技术的迅速成熟 使得电子技术呈现出的明显的发展速度快；应 用领域广；高新技术含量高；机电一体化；光 电一体化；控制自动化；操作傻瓜化；逐步实 现人工智能化的发展趋势。各种技术的相互渗 透，数字化、多媒体、微电子等信息技术促进 了电子技术、计算机通信技术的逐步融合。
击穿”和“齐纳击穿”两类。
29
• 雪崩击穿的过程是这样的，当反向电压较高 时，结内电场很强，而结层又有一定的宽度， 在结内作漂移运动的少数载流子受强电场的 加速作用可获得很大的能量。它与结内原子 碰撞时，使原子的价电子摆脱束缚状态而形 成电子－空穴对。新产生的电子和空穴在强 电场作用下，再去碰撞其它原子，产生更多 的电子－空穴对。如此连锁反应，使耗尽层 中载流子的数量急剧增加，反向电流迅速增 大，PN结发生了雪崩击穿。雪崩击穿的本质 是碰撞电离。
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三、本征半导体中的两种载流子
物质内部运载电荷的粒子称为载流子。 物质的导电能力决定于载流子的数目和 运动速度。晶体中的共价键具有很强的 结合力，在热力学零度，价电子没有能 力脱离共价键的束缚，这时晶体中没有 自由电子，半导体不能导电。在室温下， 少数价电子因热激发而获得足够的能量， 因而脱离共价键的束缚变为自由电子， 同时在原来共价键处留下一个空位。这 个空位叫空穴。
1、势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽 度随之变化，即耗尽层的电荷量随外加电 压而增多或减少，这种现象与电容器的充、 放电过程相同，耗尽层宽窄变化所等效的 这个电容称为势垒电容Cb。
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2、扩散电容 当PN结加正向偏压时，P区和N区的多子
就会在扩散过程中越过PN结成为另一方的 少子，称为非平衡少子。当正向偏压变化 时，相应地有载流子的“充入”和“放 出”，等效于电容的充、放电效应。因为 这一等效电容是由于载流子在扩散中产生 的电荷积累引起的，所以称为扩散电容Cd。
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PN结的形成
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在电场力作用下，载流子的运动称为 漂移运动。另一方面，在P区和N区交界面 附近空间电荷区形成的内电场又使少子产 生漂移运动，使空间电荷区变窄，又将引 起多子扩散以加强内电场。在平衡状态下， 总的扩散电流等于漂移电流，且二者方向 相反，PN结中的电流为零。
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二、 PN结的单向导电性 1、PN结加正向电压时处于导通状态
它为什么具有单向导电性？在PN结加反向电 压时果真没有电流吗？ • 晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的？ 场效应管是通过什么方式来控制漏极电流的？ 为什么它们都可以用于放大？
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1.1 半导体基础知识
半导体器件是构成电子电路的基本元件，它们所用 的材料是经过特殊加工且性能可控的半导体材料。
1.1.1 本征半导体 纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。
13
当共价键中出现空穴时，相邻原子的价电子 比较容易离开它所在的共价键，填充到这个空 穴中来，而在原共价键处留下新的空穴，这个 空穴又可被相邻原子的价电子填充，再出现空 穴。这样依次填充下去，便形成了空穴电流。 所以在本征半导体中，自由电子与空穴是成对 出现的 。由于自由电子和空穴所带电荷极性不 同，所以它们的运动方向相反，本征半导体中 的电流是两个电流之和。在本征半导体中有两 种载流子，即电子和空穴。电子和空穴均参与 导电，这是半导体导电的特殊性质。
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P型半导体的结构
21
1.1.3 PN 结 •
在一块本征半导体上，一边掺入施主杂 质，使之变为N型半导体，另一边掺入受主 杂质，使之变为P型半导体，那么在P型半 导体和N型半导体的交界面附近，就会形成 一个具有独特物理特性的PN结。PN结具有 单向导电性。
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一、 PN结的形成
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。P型半导体和N型半导体结合在一起时， 交界面两侧多子和少子的浓度有很大的差别， 就要进行扩散，进而形成空间电荷区，随着扩 散的进行，空间电荷区加宽，内电场加强。而 内电场的作用是阻止多子扩散的，所以由浓度 差产生的多子扩散的结果产生的内电场对扩散 的阻碍作用最终将达到平衡，使空间电荷区的 宽度不再变化。
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第一章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识 1·2 半导体二极管 1·3 双极型晶体管 1.4 场效应管
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本章讨论的问题
• 为什么采用半导体材料制作电子器件？ • 空穴是一种载流子吗？空穴导电时电子运动吗？ • 什么是N型半导体？什么是P型半导体？当两
种半导体制作在一起时会产生什么现象？ • PN结上所加端电压与电流符合欧姆定律吗？
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N型半导体的结构
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二、P型半导体
硼原子能接受一个电子，故称为受主杂质 或P型杂质。 硼原子接受一个电子后，成为 带负电的不能移动的负离子，同时产生一个 空穴。但产生空穴的同时并不产生自由电子， 只是由于本征激发产生为数甚少的电子－空 穴对，因此空穴的数量远大于自由电子的数 量，故称这种杂质半导体为P（Positive）型 半导体。在P型半导体中，空穴为多子，自由 电子为少子。
由此可见，PN结的结电容Cj是Cb与Cd之和， 即Cj = Cb+Cd
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1·2 半导体二极管
1.2.1 半导体二极管的几种常见结构
半导体二极管按其不同结构，可分为点接触 型、面结合型和平面型几类。
点接触型二极管由一根金属丝经过特殊工艺 与半导体表面相接，形成PＮ结。因而结面积 小，所以不能通过较大的电流，但结电容较 小，一般在1pF以下，工作频率可达100MHz以 上，但不能承受较高的反向电压和通过较大 的电流。这类管子适用高频电路、小功率整 流和脉冲数字电路中的开关。
电源的正极接P区，负极接N区，叫做加“正向 电压”或“正向偏置”。产生较大的正向电流。 2、PN结加反向电压时处于截止状态
电源的正极接N区，负极接P区，称为加反向电 压。PN结加正向电压时，耗尽层变窄，呈现较小 的正向电阻，正向电流较大；加反向电压时，耗 尽层增厚，呈现较大的反向电阻，反向电流很小。 PN结的这种正向导电性能好，而反向导电性能差 的特性，称为PN结的单向导电性。
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三、课程特点、研究对象、体系结构 模拟电子技术基础是研究各种半导体器件的性能、 电路及其应用的学科。采用定性分析、定量估算 的模式。 模拟信号的放大、运算、处理、转换和产生。 先器件后电路、先小信号后大信号、先基础后应 用。
四、学习方法 注重基本概念、基础知识、电路的工作原理、电路
结构、技术要点。工程估算即近似计算。
每个原子的价电子不仅受自身原子核的束缚， 还受相邻原子的影响，致使价电子轨道交叠。 每个价电子有时绕自身原子核运动，有时也出 现在相邻原子所属的轨道上，为两个原子所共 有，形成共价键结构。
11
（a）硅和锗原子的简化结构模型 (b)晶体的 共价键结构及电子空穴对的产生 •硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图
15
理论分析表明，本征半导体载流子的浓度为 n i = p i =k1T3/2 e-E/2KT
ni和pi分别表示自由电子与空穴的浓度（cm－3）， T为热力学温度，K为玻耳兹曼常数（8.63×10 －5 eV/K），E为热力学零度时破坏共价键所需 的 能 量 ， 又 称 禁 带 宽 度（ 硅 为 1.21eV ， 锗 为 0.785eV），K1是与半导体材料载流子有效质量、 有效能级密度有关的常量（硅3.87×10－6 cm－3 K－3 / 2，锗为1.76×10—16cm－3 K－3 / 2）。
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电子技术理论的高速发展、技术的进步、创 新使电子产品更新换代速度越来越快，达到 了前所未有的速度。电子技术渗透到了全社 会的各个产品中，并不断产生着新产品门类。 模拟技术被数字化技术逐步取代，已成为技 术 进 步 的 总 趋 势 。 应 用 技 术 由 元 件 —— 集 成——单机应用——系统集成，并向实现网 络化、综合化、智能化方向发展。发展速度 之快、应用领域之广是人们难以预料的。
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一、半导体 物质的导电性能取决于原子结构。导体一般为
低价元素。高价元素或高分子物质导电性极差成 为绝缘体。近代电子器件中，用得最多的半导体 材料是硅和锗，它们都是四价元素，它们的最外 层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚， 也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧，而且 都具有晶体的结构。因而其导电性介于导体和绝 缘体之间。
课程说明
一、基本要求 （1）掌握模拟电子技术中基本电路的工作 原理、分析方法及简单估算方法；注重培养 定性分析能力、综合应用能力和创新意识。 （2）强调基础，突出重点。掌握模拟电子 技术基础知识、基本理论和重要知识点。
1
（3）以分立元件、晶体管作为主要器件， 集成运放以应用为主。 （4）了解模拟电子技术的前沿理论、应 用前景和发展动态，以及模拟电子技术 教学的新成果，具有一定的创造能力和 自学能力及独立分析问题、解决问题的 能力。
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四、本征半导体中载流子的浓度
在本征半导体内，受激产生一个自由电 子必然相伴产生一个空穴，电子和空穴是成 对产生的，这种现象称为本征激发。在本征 半导体中，价电子受激产生电子—空穴对， 而自由电子在运动中，以会遇到空穴，并与 空穴相结合而消失，这一过程称为复合。在 一定的温度下，电子、空穴对的产生和复合 都在不停地进行，最终处于一种动态平衡状 态，使半导体中的载流子浓度一定。且空穴 电子数相等。
30ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 齐纳击穿发生在高浓度掺杂的PN结中。 因为杂质浓度很高，使耗尽层的宽度比 一般情况窄得多，即使外加反向电压不 高（5V以下），耗尽层中的电场强度就 已达到非常高的数值，以致把结内束缚 电子直接从共价键中拉出来，产生大量 载流子，发生齐纳击穿。
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五、 PN结的电容效应
PN结内有电荷的存储，当外加电压变化 时，存储的电荷量随之变化，表明PN结具 有电容的性质。这一电容由势垒电容和扩 散电容两部分组成。
9
在形成的晶体结构的半导体中，掺入特 定的杂质时，导电性能具有可控性；并且在 光照和热辐射条件下，导电性还有明显的变 化。这些特殊的性质决定了半导体可以制成 各种电子器件。
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二、本征半导体中的晶体结构 单晶体即为本征半导体。
晶格：晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵。 硅或锗原子组成晶体后，原子之间靠得很近，
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PN结加正向电压 时处于导通状态
PN结加反向电压 时处于截止状态
27
三、PN 结的电流方程
由理论分析可知，PN结所加端电压u与流过 它的电流i的关系为
i=IS（e qu / kT - 1）
IS 为反向饱和电流，q为电子电量，T为热
力学温度，K为玻耳兹曼常数。将KT/q用UT
代替，则得i=IS（e
u
/
U T
-
1）常温下，
即T=300K时，UT≈26mV。
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四、PN结的伏安特性
当PN结外加正向电压，且u远大于UT时，
I≈ISe
u
/
U T
；当加于PN结的反向电压增
大到一定数值时，反向电流突然急剧增
大，这种反向电流剧增的现象称为PN结
的反向击穿，对应于电流开始剧增的电
压，称为击穿电压。PN结击穿分“雪崩
半导体的导电性能对温度很敏感。
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1.1.2 杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的合适杂质元素，
就会使半导体的导电性能发生显著变化。这 些微量元素的原子称为杂质。掺杂后的半导 体称为杂质半导体，分N型和P型两种。
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一、N型半导体
• 在硅或锗的晶体中掺入五价元素后，杂质原子就 替代了晶格中某些硅原子的位置，多余的一个价电子 处在共价键之外，由于磷原子给出了一个多余的电子， 故称磷原子为施主杂质，也称N（Negative）型杂质。 磷原子给出一个多余的电子后，本身成为正离子，但 在产生自由电子的同时，并不产生空穴，这点与本征 半导体不同。正离子束缚在晶体中不能移动，所以它 不能参与导电。在掺磷后的硅晶体中同样也有本征激 发产生的电子－空穴对，但数量很少，因此，自由电 子数远大于空穴数，故称这种杂质半导体为N型半导 体。N型半导体中，电子为多数载流子（简称多子）， 空穴为少数载流子（简称少子）。