半导体特色有哪些?
半导体五大特性∶电阻率特性,导电特性,光电特性,负的电阻率温度特性,整流特性。
★在构成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电功能具有可控性。
★在光照和热辐射条件下,其导电性有显着的改变。
晶格:晶体中的原子在空间构成摆放规整的点阵,称为晶格。
共价键结构:相邻的两个原子的一对最外层电子(即价电子)不光各自环绕本身所属的原子核运动,而且呈现在相邻原子所属的轨道上,成为共用电子,构成共价键。
自由电子的构成:在常温下,少量的价电子因为热运动取得满足的能量,挣脱共价键的捆绑变成为自由电子。
空穴:价电子挣脱共价键的捆绑变成为自由电子而留下一个空方位称空穴。
电子电流:在外加电场的效果下,自由电子发生定向移动,构成电子电流。
空穴电流:价电子按必定的方向顺次添补空穴(即空穴也发生定向移动),构成空穴电流。
本征半导体的电流:电子电流+空穴电流。自由电子和空穴所带电荷极性不同,它们运动方向相反。
载流子:运载电荷的粒子称为载流子。
导体电的特色:导体导电只要一种载流子,即自由电子导电。
本征半导体电的特色:本征半导体有两种载流子,即自由电子和空穴均参加导电。
本征激起:半导体在热激起下发生自由电子和空穴的现象称为本征激起。
复合:自由电子在运动的进程中如果与空穴相遇就会添补空穴,使两者一起消失,这种现象称为复合。
动态平衡:在必定的温度下,本征激起所发生的自由电子与空穴对,与复合的自由电子与空穴对数目持平,到达动态平衡。
载流子的浓度与温度的联系:温度必定,本征半导体中载流子的浓度是必定的,而且自由电子与空穴的浓度持平。当温度升高时,热运动加重,挣脱共价键捆绑的自由电子增多,空穴也随之增多(即载流子的浓度升高),导电功能增强;当温度下降,则载流子的浓度下降,导电功能变差。
定论:本征半导体的导电功能与温度有关。半导体资料功能对温度的敏感性,可制造热敏和光敏器材,又构成半导体器材温度稳定性差的原因。
杂质半导体:经过分散工艺,在本征半导体中掺入少量适宜的杂质元素,可得到杂质半导体。
N型半导体:在纯洁的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之替代晶格中硅原子的方位,就构成了N型半导体。
大都载流子:N型半导体中,自由电子的浓度大于空穴的浓度,称为大都载流子,简称多子。
少量载流子:N型半导体中,空穴为少量载流子,简称少子。
施子原子:杂质原子能够供给电子,称施子原子。
N型半导体的导电特性:它是靠自由电子导电,掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电功能也就越强。
P型半导体:在纯洁的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之替代晶格中硅原子的方位,构成P型半导体。
多子:P型半导体中,多子为空穴。
少子:P型半导体中,少子为电子。
受主原子:杂质原子中的空位吸收电子,称受主原子。
P型半导体的导电特性:掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电功能也就越强。
定论:
多子的浓度决定于杂质浓度。
少子的浓度决定于温度。
PN结的构成:将P型半导体与N型半导体制造在同一块硅片上,在它们的交界面就构成PN结。
PN结的特色:具有单向导电性。
分散运动:物质总是从浓度高的当地向浓度低的当地运动,这种因为浓度差而发生的运动称为分散运动。
空间电荷区:分散到P区的自由电子与空穴复合,而分散到N区的空穴与自由电子复合,所以在交界面邻近多子的浓度下降,P区呈现负离子区,N区呈现正离子区,它们是不能移动,称为空间电荷区。
电场构成:空间电荷区构成内电场。
空间电荷加宽,内电场增强,其方向由N区指向P区,阻挠分散运动的进行。
漂移运动:在电场力效果下,载流子的运动称漂移运动。
PN结的构成进程:如图所示,将P型半导体与N型半导体制造在同一块硅片上,在无外电场和其它激起效果下,参加分散运动的多子数目等于参加漂移运动的少子数目,然后到达动态平衡,构成PN结。
PN结的构成进程
电位差:空间电荷区具有必定的宽度,构成电位差Uho,电流为零。
耗尽层:绝大部分空间电荷区内自由电子和空穴的数目都十分少,在剖析PN结经常疏忽载流子的效果,而只考虑离子区的电荷,称耗尽层。
PN结的单向导电性
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