模拟电子技术基础 第二章 常用半导体器件原理

第二章 常用半导体器件原理

2.1半导体物理基础

2.1.1半导体和绝缘体、导体的区别

主要区别为价带和导带之间的禁带宽度。

2.1.2半导体材料的种类

1、IV族半导体：锗（Ge）、硅（Si）、金刚石（C）、锗硅（GeSi）、碳化硅（SiC）等。
2、III-V族化合物半导体：砷化物Ga（Al，In）As、磷化物Ga（Al，In）P以及氮化物Ga（Al，In）N等。
3、II-VI族半导体：Zn（Mg，Cd，Hg）O、Zn（Mg，Cd，Hg）S等。

2.1.3本征半导体

材料纯净。自由电子浓度=空穴浓度。

2.1.4N型半导体和P型半导体

N型半导体：本征半导体+五价元素，自由电子浓度＞空穴浓度
P型半导体：本征半导体+三价元素，自由电子浓度＜空穴浓度

2.1.5漂移电流和扩散电流

漂移电流：在电场的作用下，自由电子会逆着电场方向漂移，而空穴则顺着电场方向漂移。
扩散电流：半导体中载流子浓度分布不均匀时，载流子会从高浓度区向低浓度区扩散。

2.2PN结

2.2.1PN结的形成

扩散运动与漂移运动处于动态平衡。

2.2.2PN结的单向导电性

正偏时，因为PN结内建电位差很小，所以只需要较小的正向电压就可以使耗尽区变薄，从而产生较大的正向电流，而且正向电流随正向电压的微小变化会发生明显改变。
反偏时，少子只能提供很小的反向电流，并且基本上不随反向电压变化而变化。

2.2.3PN结的击穿特性

雪崩击穿主要发生在轻掺杂PN结中。（掺杂浓度小，势垒区宽）
齐纳击穿主要发生在重掺杂PN结中。（掺杂浓度大，势垒区窄）

2.2.4PN结的电容特性

势垒电容：与PN结面积、耗尽层宽度有关。
扩散电容：与电流大小有关。
PN结正偏时，扩散电容起主要作用；
PN结反偏时，势垒电容起主要作用；

2.3晶体二极管

2.3.1二极管的