art 1 半导体二极管(1)
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掺杂后，多子浓度都将远大于少子浓度，且即使是少量 掺杂，载流子都会有几个数量级的增加，表明其导电能力 显著增大。几十万到几百万倍
在杂质半导体中，多子浓度近似等于掺杂浓度，其值与 温度几乎无关，而少子浓度也将随温度升高而显著增大。
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14
小结
1、半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。
2、在一定温度下，本征半导体因本征激发而产生自由电子 和空穴对，故其有一定的导电能力。
成绩评定方法 考试70％ 平时30％ 平时成绩＝到课＋课堂表现＋作业 到课：点名 缺课（事前请假）假条 迟到 课堂表现：回答问题＋纪律 作业：按时 效果
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1
半导体二极管
半导体的导电特性 杂质半导体 PN 结及其单向导电性 半导体二极管
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2
半导体概念
依照导电性能，可以把媒质分为导体、绝缘体和半导体。
3
半导体器件具有体积小、重 量轻、使用寿命长、耗电少等特 点，是组成各种电子电路的核心 器件，在当今的电子技术中占有 主导地位。
Si二极管
Ge二极管
GaAs-AlGaAs 谐振腔发光二极管
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4
光敏电阻是一种特殊的电阻，它的电阻和光线的强弱有直接关系 光强度增加，则电阻减小； 光强度减小，则电阻增大。
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内电场阻碍了多子的继续
扩散。
18
• 由于P区有大量空穴(浓度大)，而N区的空穴极少(浓度小)，因 此空穴要从浓度大的P区向浓度小的N区扩散。
• N区电子也类似反向运动
空穴
P 扩散 扩散 N
自由电 子
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17
P区 空间电荷区 N区
多数载流子将扩散形成 耗尽层；
内电场
耗尽了载流子的交界处留下不
可移动的离子形成空间电荷区；
（内电场）
某些共价键中的价电子从外界获得能量而挣脱共价键的束缚，
离开原子而成为自由电子的同时，在共价键中会留下数量相 同的空位子→→→空穴。这种现象称为本征激发。
本征激发形成: 电子(负电荷)-空穴（带正电）
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9
（1）漂移电流：
自由电子在电场作用下定向运动形成的电流称为漂移电 流。
（2）空穴电流：
3、本征半导体的导电能力主要由温度决定；杂质半导体的 导电能力主要由所掺杂质的浓度决定。
4、P型半导体中空穴是多子，自由电子是少子。N型半导 体中自由电子是多子，空穴是少子。
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15
PN结
将一块半导体的一侧参杂成P型半导体，另一侧参杂成N型半 导体，那么在中间交界处形成一个PN结。
1948年，威廉·萧克利的论文“半导体中的P-N结和P-N结型 晶体管的理论”发表于贝尔实验室内部刊物。
等，每个杂质原子提供一个自由电子，从而大量增加自由
电子数量。
+4
+4
+4
N型半导体中自由电子浓度远大于空
+4
+5
+4
穴浓度，为多数载流子(多子)，空穴
为少数载流子(少子)。
+4
+4
+4
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11
自由电子
杂质半导体
杂质半导体：掺杂后的半导体，包括N型半导体和P型半导体。
P型半导体：在本征半导体中掺入三价元素(硼、铝、铟)等，
每个杂质原子(受主原子)提供一个空穴，从而大量增加空
穴数量。
+4
+4
+4
P型半导体中
+4
空穴浓度远大于自由电子浓度，
+4
为多数载流子(多子)，
自由电子为少数载流子(少子)。
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+3 +4
空穴
+4 +4
12
杂质半导体的记忆及示意表示法：
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
通常应用于光控电路，如路灯照明、警报器、楼梯灯
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5
本征半导体(intrinsic semiconductor )
一、本征半导体
指纯单晶，理想化的。
结构：现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外 层电子（价电子）都是四个。
Ge
Si
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6
硅和锗的共价键结构
+4表示 除去价电 子后的原
根据PN结的材料、掺杂分布、 几何结构和偏置条件的不同， 可以制造多种功能的晶体二极管。
整流二极管、检波二极管和开关二极管；稳压二极管和雪崩二
极管；激光二极管与半导体发光二极管；光电探测器；太阳电
池。双极型晶体管和场效应晶体管，
是现代电子编辑技课件术pБайду номын сангаасt的基础。
16
PN结的形成
• 在一块晶体两边分别形成P型(硼)和N型半导 体(磷)。
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数
量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂
质浓度相等。
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13
结论
不论P型或N型半导体，掺杂越多，掺杂浓度越大，多子 数目就越多，多子浓度就越大，少子浓度也小。
导体有良好的导电能力，铜、铝等金属材料；
绝缘体基本上不能导电，玻璃、陶瓷等材料；
半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，硅(Si Silicon )、 锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等材料。
半导体的导电能力会
随温度、光照的变化或因
掺入某些杂质而发生显著 变化。
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铜导线(左上)、玻璃绝缘体
(左下)和硅晶体(上)
子
+4
+4
+4
+4
共价键共 用电子对
共价键：共价键就是相邻两个原子中的价电子为共用电子对而
形成的相互作用力。对大多数原子来说，外层电子数为8时它们达到饱和。
这时它们的外层电子数与同周期的惰性气体元素的外层电子数相同。
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，
常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半
导体中的自由电子很少，导编辑电课件能pp力t 很弱。
7
? 如何导电？
• 辐射方法 强能量的量子撞击共价键
• 加热 分子振动
破坏结构
电子掉下来，引起自由 电子——空穴
光照是一般采用的方法。
本征半导体导电性能比金属导体差很多。但它具有热敏、
光敏的特性。
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8
本征激发：
几个概念
当本征半导体的温度升高或受到光照时，
空穴在电场作用下定向运动形成的电流称为空穴电流。
电子电流与空穴电流的实际方向是相同的，总和即半导 体中的电流。
（3）复 合：
自由电子在热运动过程中和空穴相遇，造成电子-空穴对
消失，这一过程称为复合。
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10
杂质半导体
杂质半导体：掺杂后的半导体，包括N型半导体和P型半导体。
N型半导体：在本征半导体中掺入五价元素(磷、砷、锑)
在杂质半导体中，多子浓度近似等于掺杂浓度，其值与 温度几乎无关，而少子浓度也将随温度升高而显著增大。
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14
小结
1、半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。
2、在一定温度下，本征半导体因本征激发而产生自由电子 和空穴对，故其有一定的导电能力。
成绩评定方法 考试70％ 平时30％ 平时成绩＝到课＋课堂表现＋作业 到课：点名 缺课（事前请假）假条 迟到 课堂表现：回答问题＋纪律 作业：按时 效果
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1
半导体二极管
半导体的导电特性 杂质半导体 PN 结及其单向导电性 半导体二极管
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2
半导体概念
依照导电性能，可以把媒质分为导体、绝缘体和半导体。
3
半导体器件具有体积小、重 量轻、使用寿命长、耗电少等特 点，是组成各种电子电路的核心 器件，在当今的电子技术中占有 主导地位。
Si二极管
Ge二极管
GaAs-AlGaAs 谐振腔发光二极管
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4
光敏电阻是一种特殊的电阻，它的电阻和光线的强弱有直接关系 光强度增加，则电阻减小； 光强度减小，则电阻增大。
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内电场阻碍了多子的继续
扩散。
18
• 由于P区有大量空穴(浓度大)，而N区的空穴极少(浓度小)，因 此空穴要从浓度大的P区向浓度小的N区扩散。
• N区电子也类似反向运动
空穴
P 扩散 扩散 N
自由电 子
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P区 空间电荷区 N区
多数载流子将扩散形成 耗尽层；
内电场
耗尽了载流子的交界处留下不
可移动的离子形成空间电荷区；
（内电场）
某些共价键中的价电子从外界获得能量而挣脱共价键的束缚，
离开原子而成为自由电子的同时，在共价键中会留下数量相 同的空位子→→→空穴。这种现象称为本征激发。
本征激发形成: 电子(负电荷)-空穴（带正电）
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9
（1）漂移电流：
自由电子在电场作用下定向运动形成的电流称为漂移电 流。
（2）空穴电流：
3、本征半导体的导电能力主要由温度决定；杂质半导体的 导电能力主要由所掺杂质的浓度决定。
4、P型半导体中空穴是多子，自由电子是少子。N型半导 体中自由电子是多子，空穴是少子。
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15
PN结
将一块半导体的一侧参杂成P型半导体，另一侧参杂成N型半 导体，那么在中间交界处形成一个PN结。
1948年，威廉·萧克利的论文“半导体中的P-N结和P-N结型 晶体管的理论”发表于贝尔实验室内部刊物。
等，每个杂质原子提供一个自由电子，从而大量增加自由
电子数量。
+4
+4
+4
N型半导体中自由电子浓度远大于空
+4
+5
+4
穴浓度，为多数载流子(多子)，空穴
为少数载流子(少子)。
+4
+4
+4
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11
自由电子
杂质半导体
杂质半导体：掺杂后的半导体，包括N型半导体和P型半导体。
P型半导体：在本征半导体中掺入三价元素(硼、铝、铟)等，
每个杂质原子(受主原子)提供一个空穴，从而大量增加空
穴数量。
+4
+4
+4
P型半导体中
+4
空穴浓度远大于自由电子浓度，
+4
为多数载流子(多子)，
自由电子为少数载流子(少子)。
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+3 +4
空穴
+4 +4
12
杂质半导体的记忆及示意表示法：
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
通常应用于光控电路，如路灯照明、警报器、楼梯灯
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5
本征半导体(intrinsic semiconductor )
一、本征半导体
指纯单晶，理想化的。
结构：现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外 层电子（价电子）都是四个。
Ge
Si
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6
硅和锗的共价键结构
+4表示 除去价电 子后的原
根据PN结的材料、掺杂分布、 几何结构和偏置条件的不同， 可以制造多种功能的晶体二极管。
整流二极管、检波二极管和开关二极管；稳压二极管和雪崩二
极管；激光二极管与半导体发光二极管；光电探测器；太阳电
池。双极型晶体管和场效应晶体管，
是现代电子编辑技课件术pБайду номын сангаасt的基础。
16
PN结的形成
• 在一块晶体两边分别形成P型(硼)和N型半导 体(磷)。
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
P 型半导体
N 型半导体
杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数
量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂
质浓度相等。
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13
结论
不论P型或N型半导体，掺杂越多，掺杂浓度越大，多子 数目就越多，多子浓度就越大，少子浓度也小。
导体有良好的导电能力，铜、铝等金属材料；
绝缘体基本上不能导电，玻璃、陶瓷等材料；
半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，硅(Si Silicon )、 锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等材料。
半导体的导电能力会
随温度、光照的变化或因
掺入某些杂质而发生显著 变化。
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铜导线(左上)、玻璃绝缘体
(左下)和硅晶体(上)
子
+4
+4
+4
+4
共价键共 用电子对
共价键：共价键就是相邻两个原子中的价电子为共用电子对而
形成的相互作用力。对大多数原子来说，外层电子数为8时它们达到饱和。
这时它们的外层电子数与同周期的惰性气体元素的外层电子数相同。
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，
常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半
导体中的自由电子很少，导编辑电课件能pp力t 很弱。
7
? 如何导电？
• 辐射方法 强能量的量子撞击共价键
• 加热 分子振动
破坏结构
电子掉下来，引起自由 电子——空穴
光照是一般采用的方法。
本征半导体导电性能比金属导体差很多。但它具有热敏、
光敏的特性。
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8
本征激发：
几个概念
当本征半导体的温度升高或受到光照时，
空穴在电场作用下定向运动形成的电流称为空穴电流。
电子电流与空穴电流的实际方向是相同的，总和即半导 体中的电流。
（3）复 合：
自由电子在热运动过程中和空穴相遇，造成电子-空穴对
消失，这一过程称为复合。
编辑课件ppt
10
杂质半导体
杂质半导体：掺杂后的半导体，包括N型半导体和P型半导体。
N型半导体：在本征半导体中掺入五价元素(磷、砷、锑)