半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)---《PN結(jié)前傳》

當(dāng)半導(dǎo)體受到外界光和熱的激勵(lì)時(shí),其導(dǎo)電能力將發(fā)生顯著變化!

在純凈的半導(dǎo)體中加入微量雜質(zhì)時(shí),其導(dǎo)電能力也將發(fā)生顯著變化!

硅:四價(jià)元素,最外層軌道上有4個(gè)電子(價(jià)電子),由于原子呈電中性,所以硅原子簡化模型:+4加圓圈表示,周圍圍繞著4個(gè)價(jià)電子。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性與價(jià)電子有關(guān)。

硅的二維晶格結(jié)構(gòu)

本征半導(dǎo)體:

在室溫(300K)條件下,被共價(jià)鍵束縛的價(jià)電子就會(huì)獲得足夠的隨機(jī)熱振動(dòng)能量而掙脫共價(jià)鍵的束縛,成為自由電子,形成電子-空穴對(duì)。

在外電場E的作用下,會(huì)發(fā)生電子和空穴的遷移,但自由電子在遷移的過程中,仍然處于束縛狀態(tài),因而可用空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流來代表束縛電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。運(yùn)動(dòng)的空穴是虛擬出來的,可以將空穴看成是一種帶正電荷的粒子。

能級(jí)-禁帶寬度

雜質(zhì)半導(dǎo)體:

P型半導(dǎo)體(Positive):參雜少量三價(jià)元素(如:硼,銦,鋁),受主雜質(zhì)(P型雜質(zhì)),產(chǎn)生空穴,以空穴導(dǎo)電為主(多載子)。

????????? 總空穴濃度 = 離子化的受主原子濃度 + 少子電子濃度?????????? (剩余電荷濃度必為零)

P型半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

N型半導(dǎo)體(Negative):參雜少量五價(jià)元素(如:磷,砷,銻),施主雜質(zhì)(N型雜質(zhì)),產(chǎn)生電子,以自由電子為主(多載子)。

????????????????????????? 總自由電子濃度 = 離子化的施主原子濃度 + 少子空穴濃度????????????? (保持材料的電中性)

N型半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

一定溫度條件下,N型半導(dǎo)體中,空穴濃度與電子濃度的乘積為一常數(shù)(本征材料中空穴濃度和電子濃度的乘積)。

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