模擬電子電路分析與制作：半導(dǎo)體基本知識(shí)

1、模擬電子線路分析與制作 -半導(dǎo)體的基本知識(shí)2 原子結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體1 定義 3 共價(jià)鍵1 定義 定義：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。常見(jiàn)代表有硅、鍺這兩種元素的單晶體結(jié)構(gòu)。2 原子結(jié)構(gòu)+44個(gè)價(jià)電子正4價(jià)的原子核3 共價(jià)鍵每個(gè)原子分別與周?chē)乃膫€(gè)原子之間形成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)2 原子結(jié)構(gòu)本征激發(fā)1 條件 3 共價(jià)鍵1 條件溫度0K有光照參入雜質(zhì)2 定義 在室溫下和自然光下，價(jià)電子就會(huì)掙脫共價(jià)鍵束縛，成為自由電子，這種現(xiàn)象就稱(chēng)之為本征激發(fā)。 當(dāng)電子掙脫共價(jià)鍵束縛成為自由電子后，原來(lái)的共價(jià)鍵中就會(huì)留下一個(gè)空位，這個(gè)空位就叫空穴。3 特性 在本征半導(dǎo)體內(nèi)，自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)的，因此在任何時(shí)候，本征

2、半導(dǎo)體中的自由電子和空穴的數(shù)量總是相等的。 游離的自由電子有時(shí)會(huì)回到空穴中去，這種現(xiàn)象稱(chēng)之為復(fù)合。 在條件一定下（比如溫度、光照一定），本征激發(fā)和復(fù)合會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，最終半導(dǎo)體中的自由電子和空穴的濃度也會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。2 原子結(jié)構(gòu)空穴的移動(dòng)1 條件 3 共價(jià)鍵1 條件外加電場(chǎng) 理論依據(jù)：電子會(huì)逆著電場(chǎng)方向移動(dòng)。2 電子和空穴的定向移動(dòng) 電子移動(dòng)：x3-x2-x1； 空穴移動(dòng)：x1-x2-x3； 電流移動(dòng)：x1-x2-x3； 結(jié)論1：空穴看成一個(gè)帶正一價(jià)電荷的粒子，在外電場(chǎng)的作用下，可以在半導(dǎo)體中自由移動(dòng)。 空穴移動(dòng)方向與電流方向相同. 結(jié)論2：半導(dǎo)體中的參與導(dǎo)電的粒子主要由電子和空穴構(gòu)成，統(tǒng)稱(chēng)

3、它們?yōu)檩d流子。空穴越多，半導(dǎo)體中的載流子濃度（數(shù)目）就越大，導(dǎo)電能力就越強(qiáng)。2 原子結(jié)構(gòu)雜質(zhì)半導(dǎo)體1 條件 3 共價(jià)鍵1 P型半導(dǎo)體 參入雜質(zhì)：少量三價(jià)元素雜質(zhì)，比如硼、鋁、銦等。雜質(zhì)原子與周?chē)乃膫€(gè)硅（鍺）原子形成共價(jià)鍵的時(shí)候，由于雜質(zhì)電子只有三個(gè)，會(huì)留下一個(gè)空穴。結(jié)論1：如果參入雜質(zhì)的濃度足夠多，空穴數(shù)量（多數(shù)載流子）自由電子數(shù)量（少數(shù)載流子）。結(jié)論2：晶體內(nèi)部的電子和質(zhì)子總數(shù)是相等的，半導(dǎo)體還是呈中性。2 N型半導(dǎo)體 參入雜質(zhì)：少量五價(jià)元素雜質(zhì)，比如磷、砷、銻等。雜質(zhì)原子與周?chē)乃膫€(gè)硅（鍺）原子形成共價(jià)鍵的時(shí)候，由于雜質(zhì)電子有五個(gè)，會(huì)留下一個(gè)多余的自由電子。結(jié)論1：如果參入雜質(zhì)的濃度足夠多，自由電子數(shù)量（多