半導體有關(guān)概念 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?半導體的導電特性

一、半導體有關(guān)概念

1、半導體

半導體是導電能力介于導體與絕緣體之間的一種物體。它內(nèi)部運載電荷的粒子有電子載流子(帶負電荷的自由電子)和空穴載流子(帶正電荷的空穴)。硅、鍺、硒以及大多數(shù)金屬氧化物和硫化物都是半導體。

2、晶體

凡是原子按照一定規(guī)律、連續(xù)整齊地排列著的物體稱為晶體。半導體一般都具有這種結(jié)構(gòu)，所以半導體也被稱為晶體。

3、本征半導體

本征半導體是完全純凈的(不含任何其它元素)、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體。本征半導體內(nèi)部電子和空穴的數(shù)量在任何情況下總是相等的。如鍺單晶、硅單晶就是本征半導體。

4、半導體摻雜

摻雜是指在本征半導體中摻進一定類型和數(shù)量的其它元素，摻進去的其它元素為雜質(zhì)。摻雜的目的是改善半導體的導電能力，亦即摻雜后，使半導體在原有的“電子-空穴對”的基礎(chǔ)上，增加大量的電子或空穴。

5、N型半導體

如果給本征半導體摻進某種微量的雜質(zhì)后，使它獲得大量電子，則摻有這種雜質(zhì)的導體就稱“電子型半導體”或“N型半導體”。在N型半導體中，除“電子-空穴對”提供的載流子外。主要的、大量的是電子載流子。因此，電子稱為多數(shù)載流子，而空穴則稱少數(shù)載流子。

6、P型半導體

如果本征半導體摻雜后能獲得大量空穴，則這種半導體就稱“空穴型半導體”或“P型半導體”。在P型半導體中，除“電子-空穴對”提供的載流子外，主要的、大量的是空穴載流子，所以空穴稱多數(shù)載流子，而電子則稱少數(shù)載流子。

7、PN結(jié)

將P型半導體和N型半導體用特殊工藝結(jié)合在一起時，由于P型半導體中的空穴多，N型半導體中的電子多，在交界面上，多數(shù)載流子就要分別向?qū)Ψ綌U散，在交界處的兩側(cè)形成帶電荷的薄層，稱為空間電荷區(qū)，又稱為PN結(jié)。

二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/strong>

1、 PN結(jié)空間電荷區(qū)的一邊帶正電，另一邊帶負電,產(chǎn)生了PN結(jié)的內(nèi)電場，其方向為N區(qū)的正電荷區(qū)指向P區(qū)的負電荷區(qū)，阻礙了P區(qū)空穴進一步向N區(qū)擴散和N區(qū)電子向P區(qū)繼續(xù)擴散。

2、 如果把PN結(jié)的P區(qū)接電源正端，N區(qū)接電源負端，如上圖(a)，外加電場方向與內(nèi)電場相反，并且外電場很強，這樣，在外電場作用下，兩側(cè)的多數(shù)載流子不斷越過PN結(jié)，形成正向電流。這種接法稱為 PN結(jié)的正向連接。PN結(jié)對正向電流的阻礙作用很小，電流容易通過。相反，如果把外電壓反接，如上圖(b)，則外電場方向與PN結(jié)內(nèi)電場的方向一致，因而加強了對多數(shù)載流子的阻擋作用，使得PN結(jié)中流過的電流極小，這一電流又稱為反向漏電流。PN結(jié)加反向電壓時對電流的阻作用，從外部看，反映出PN結(jié)的反向電阻很大，這就是半導體PN結(jié)具有單向?qū)щ娦缘幕驹怼?/p>

三、半導體的導電特性

1、 在純凈的半導體內(nèi)部、電子載流子(簡稱電子)和空穴載流子(簡稱空穴)是成對地存在的，稱“電子-空穴對”外電場作用下，空穴沿電場方向移動，電子逆電場方向動。

2、 半導體內(nèi)部的“電子-空穴對”會隨溫度升高或受光照而增多，使導電能力增強。

3、 絕對零度時，“電子-空穴對”消失，半導體失去導電能力，相當于絕緣體。

4、 半導體的導電能力會因含有其它某種元素而增強。