实用标准
电
文档子 技 术 基 础 教 案
§1-1 半导体的基础知识
目的与要求
1. 了解半导体的导电本质，
2. 理解N型半导体和P型半导体的概念 3. 掌握PN结的单向导电性 重点与难点 重点
1.N型半导体和P型半导体 2. PN结的单向导电性 难点
1.半导体的导电本质 2. PN结的形成 教学方法
讲授法,列举法,启发法 教具
二极管,三角尺 小结
半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。载流子在电场作用下
1
的定向运动称为漂移运动。在半导体中，如果载流子浓度分布不均匀，因为浓度差，载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动，这种运动称为扩散运动。 多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动
PN结的单向导电性是指PN结外加正向电压时处于导通状态，外加反向电压时处于截止状态。 布置作业
1.什么叫N型半导体和P型半导体
第一章 常用半导体器件 §1-1 半导体的基础知识
自然界中的物质，按其导电能力可分为三大类：导体、半导体和绝缘体。 半导体的特点：
①热敏性 ②光敏性 ③掺杂性
导体和绝缘体的导电原理：了解简介。 一、半导体的导电特性
半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，如硅(Si)、锗(Ge)。硅和锗是4价元素，原子的最外层轨道上有4个价电子。
1．热激发产生自由电子和空穴
每个原子周围有四个相邻的原子，原子之间通过共价键紧密结合在一起。两
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个相邻原子共用一对电子。室温下，由于热运动少数价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子，同时在共价键中留下一个空位这个空位称为空穴。失去价电子的原子成为正离子，就好象空穴带正电荷一样。 在电子技术中，将空穴看成带正电荷的载流子。
2．空穴的运动（与自由电子的运动不同）
有了空穴，邻近共价键中的价电子很容易过来填补这个空穴，这样空穴便转移到邻近共价键中。新的空穴又会被邻近的价电子填补。带负电荷的价电子依次填补空穴的运动，从效果上看，相当于带正电荷的空穴作相反方向的运动。
3.结 论
（1）半导体中存在两种载流子，一种是带负电的自由电子，另一种是带正电的空穴，它们都可以运载电荷形成电流。
（2）本征半导体中，自由电子和空穴相伴产生，数目相同。
（3）一定温度下，本征半导体中电子空穴对的产生与复合相对平衡，电子空穴对的数目相对稳定。
（4）温度升高，激发的电子空穴对数目增加，半导体的导电能力增强。 空穴的出现是半导体导电区别导体导电的一个主要特征。
二、N型半导体和P型半导体
本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体材料称为本征半导体。
杂质半导体 在本征半导体中加入微量杂质，可使其导电性能显著改变。根据掺入杂质的性质不同，杂质半导体分为两类：电子型（N型）半导体和空穴型（P型）半导
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体。
1. N型半导体
在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的五价元素，如磷（P）、砷（As）等，则构成N型半导体。
在纯净半导体硅或锗中掺入磷、砷等5价元素，由于这类元素的原子最外层有5个价电子，故在构成的共价键结构中，由于存在多余的价电子而产生大量自由电子，这种半导体主要靠自由电子导电，称为电子半导体或N型半导体，其中自由电子为多数载流子，热激发形成的空穴为少数载流子。
2.P型半导体
在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的三价元素，如硼（B）、铟（In）等，则构成P型半导体。
在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素，由于这类元素的原子最外层只有3个价电子，故在构成的共价键结构中，由于缺少价电子而形成大量空穴，这类掺杂后的半导体其导电作用主要靠空穴运动，称为空穴半导体或P型半导体，其中空穴为多数载流子，热激发形成的自由电子是少数载流子。
三、PN结及其单向导电性 1．PN结的形成
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ N型半导体 P型半导体 4
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