(1-1)§1.1半导体基础知识§1.2半导体二极管§1.3双极型三极管§1.5单结晶体管和晶闸管§1.4场效应管第一章常用半导体器件§1.6集成电路中的元器件(1-2)1.1.1导体、半导体和绝缘体自然界中很容易导电的物质称为导体,金属一般都是导体。有的物质几乎不导电,称为绝缘体,如橡皮、陶瓷、塑料和石英。另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间,称为半导体,如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。§1.1半导体基础知识(1-3)半导体的导电机理不同于其它物质,所以它具有不同于其它物质的特点。比如:热敏性、光敏性、掺杂性。当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使它的导电能力明显改变。(1-4)1.1.2本征半导体现代电子学中,用的最多的半导体是硅和锗,它们的最外层电子(价电子)都是四个。GeSi(1-5)通过一定的工艺过程,可以将半导体制成晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体,称为本征半导体。在硅和锗晶体中,原子按四角形系统组成晶体点阵,每个原子都处在正四面体的中心,而四个其它原子位于四面体的顶点,每个原子与其相临的原子之间形成共价键,共用一对价电子。(1-6)硅和锗的晶体结构(1-7)本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流子,即自由电子和空穴。温度越高,载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强,温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素,这是半导体的一大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。(1-8)在其它力的作用下,空穴吸引临近的电子来填补,这样的结果相当于空穴的迁移,而空穴的迁移相当于正电荷的移动,因此可以认为空穴是载流子。本征半导体的导电机理(1-9)硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子(1-10)共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中,称为束缚电子,常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子,因此本征半导体中的自由电子很少,所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后,每个原子的最外层电子是八个,构成稳定结构。共价键有很强的结合力,使原子规则排列,形成晶体。+4+4+4+4(1-11)本征半导体的导电机理在绝对0度(T=0K)和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着,本征半导体中没有可以运动的带电粒子(即载流子),它的导电能力为0,相当于绝缘体。在常温下,由于热激发,使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚,成为自由电子,同时共价键上留下一个空位,称为空...