模拟电路学习笔记——半导体基础知识

合集 - 模拟电路(9)

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4.模拟电路学习笔记——半导体基础知识2024-04-18

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收起

1.纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体

2.导体导电只有一种载流子，即自由电子导电

　　本征半导体含两种载流子：自由电子和空穴

　　载流子：运载电荷的粒子

3.杂质半导体

　　*本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，便可得到杂质半导体

　　3.1 N型半导体：纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷)

　　　　*由于杂质原子的最外层有5个价电子，与周围的硅原子形成共价键外，还多出一个电子，不受共价键束缚，只需获得很少能量，就成为自由电子

　　　　*N型半导体主要依靠自由电子导电，掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能也就越强

　　3.2 P型半导体：纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼)

　　　　*由于杂质原子的最外层有3个价电子，与周围的硅原子形成共价键时，产生一个“空位”(空位为电中性)，硅原子的外层电子填补空位时，共价键中产生一个空穴，杂质原子成为不可移动的负离子

　　　　*P型半导体主要依靠空穴导电，掺入的杂质越多，空穴浓度越高，导电性能越强

4.PN结

　　*采用不同的掺杂工艺，将P型半导体和N型半导体制作在同一块硅片上，它们的交界面就形成PN结

　　*PN结具有单向导电性

　　*PN结加正向电压时导通

 　　*PN结加反向电压时截止

5.击穿
　　5.1齐纳击穿

　　　　*高掺杂情况下，因耗尽层宽度很窄，不大的反向电压就可在耗尽层形成很强的电场，而直接破坏共价键，使价电子脱离共价键束缚，产生电子-空穴对，致使电流急剧增大

　　5.2雪崩击穿

 　　　　*反向电压增加到较大数值时，耗尽层的电场使少子加快漂移速度，从而与共价键中的价电子相碰撞，把价电子撞出共价键，产生电子-空穴对；新产生的电子与空穴被电场加速后，又撞出其它价电子，载流子雪崩式地倍增，致使电流急剧增加

　　5.3无论哪种击穿，若对电流不加限制，都可能造成PN结的永久性损坏

6.PN结的电容效应

　　6.1 势垒电容

　　　　

 　　6.2扩散电容