半导体基础知识.doc
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1、半导体基础知识(详细篇) 2、1、1 概念根据物体导电能力(电阻率)得不同,来划分导体、绝缘体与半导体。 1、 导体:容易导电得物体。如:铁、铜等 2、 绝缘体:几乎不导电得物体。如:橡胶等3、 半导体:半导体就是导电性能介于导体与半导体之间得物体。在一定条件下可导电。 半导体得电阻率为10-3109 cm。典型得半导体有硅Si与锗Ge以及砷化镓GaAs等。半导体特点: 1) 在外界能源得作用下,导电性能显著变化。光敏元件、热敏元件属于此类。 2) 在纯净半导体内掺入杂质,导电性能显著增加。二极管、三极管属于此类。2、1、2 本征半导体1、本征半导体化学成分纯净得半导体。制造半导体器件得半导体
2、材料得纯度要达到99、9999999%,常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。电子技术中用得最多得就是硅与锗。硅与锗都就是4价元素,它们得外层电子都就是4个。其简化原子结构模型如下图:外层电子受原子核得束缚力最小,成为价电子。物质得性质就是由价电子决定得 。外层电子受原子核得束缚力最小,成为价电子。物质得性质就是由价电子决定得 。2、本征半导体得共价键结构本征晶体中各原子之间靠得很近,使原分属于各原子得四个价电子同时受到相邻原子得吸引,分别与周围得四个原子得价电子形成共价键。共价键中得价电子为这些原子所共有,并为它们所束缚,在空间形成排列有序得晶体。如下图所示:硅晶体得空间排列与共价键
3、结构平面示意图3、共价键 共价键上得两个电子就是由相邻原子各用一个电子组成得,这两个电子被成为束缚电子。束缚电子同时受两个原子得约束,如果没有足够得能量,不易脱离轨道。因此,在绝对温度T=0K(-273C)时,由于共价键中得电子被束缚着,本征半导体中没有自由电子,不导电。只有在激发下,本征半导体才能导电4、电子与空穴当导体处于热力学温度0K时,导体中没有自由电子。当温度升高或受到光得照射时,价电子能量增高,有得价电子可以挣脱原子核得束缚,而参与导电,成为自由电子。这一现象称为本征激发,也称热激发。自由电子产生得同时,在其原来得共价键中就出现了一个空位,原子得电中性被破坏,呈现出正电性,其正电量
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