第一讲、半导体导论

第一节、本征半导体

1、 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（Ge）、硅（Si）和一些硫化物、氧化物。
2、 半导体的导电特性
$~~$   2.1 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强。
$~~$   2.2 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化。
$~~$   2.3 热敏性：在纯洁的半导体中参入适量的杂志，会使半导体的导电能力有成百万倍的增长，使半导体获得强大的生命力。
3、 本征半导体 ：完全纯洁的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。
$~~$   3.1 本征激发：当半导体的温度T>0K时，有电子从价带激发到导带去，同时价带中产生了空穴，这就是所谓的本征激发。本征激发的容易程度受到禁带宽度的影响。
$~~$   3.2 自由电子：指不被约束在某一个原子内部的电子。
$~~$   3.3 空穴：又称电洞（Electron hole），在固体物理学中指共价键上流失一个电子，最后在共价键上留下空位的现象。
$~~$   3.4 在外电场的作用下，空穴吸引相邻价电子来填补，这种现象称为复合。而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴在运动。
$\color{red}本征激发和复合过程在一定温度下会达到动态平衡。$本征激发和复合过程在一定温度下会达到动态平衡。
$~~$   3.4 半导体中出现两种部分电流： a、自由电子做定向运动->电子电流；b、价电子复合空穴->空穴电流。自由电子和空穴都称为载流子。
$\color{red} 1）本征半导体中载流子数目极少，其导电性能很差；2）温度越高，载流子的数目越多，半导体的导电性能也越好，温度对半导体器件性能影响很大。$1）本征半导体中载流子数目极少，其导电性能很差；2）温度越高，载流子的数目越多，半导体的导电性能也越好，温度对半导体器件性能影响很大。

第二节、杂志半导体

1、 杂志半导体：在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性能发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。
2、 N型半导体：掺杂五价元素P。

$~~$   2.1 多数载流子（多子）:自由电子
$~~$   2.2 少数载流子（少子）:空穴
3、 P型半导体：掺杂3价硼原子（Be）

$~~$   3.1 多数载流子（多子）:空穴
$~~$   3.2 少数载流子（少子）:自由电子
$\color{blue}a、在杂质半导体中，多子和少子的浓度主要取决于什么？$a、在杂质半导体中，多子和少子的浓度主要取决于什么？
$\color{blue}b、杂质半导体中少子比未加杂质时，数目是增多了还是减少了？为什么？$b、杂质半导体中少子比未加杂质时，数目是增多了还是减少了？为什么？
$\color{blue}c、杂质半导体带不带电？$c、杂质半导体带不带电？
$\color{blue}d、杂质半导体中，温度变化时，载流子是增多还是减少？$d、杂质半导体中，温度变化时，载流子是增多还是减少？
$\color{blue}e、少子与多子变化的数目相同吗？浓度变化相同吗？$e、少子与多子变化的数目相同吗？浓度变化相同吗？

第 三节、PN结

1、 PN结：P型半导体和N型半导体交界的特殊薄层。

别名：耗尽层、空间电荷区、势垒层。
2、 PN结的单向导电性
$~~$   2.1 PN结加正向电压（正向偏置）

正向电阻小，处于导通状态。
$~~$   2.2 PN结加反向电压（反向偏置）

反向电阻较大，处于截止状态。
$\color{red}温度越高，少子的数目越多，反向电流将随温度增加$温度越高，少子的数目越多，反向电流将随温度增加
3、 PN结的电容效应
$~~$   3.1势垒电容$C_b$Cb​
$~~$   3.2扩散电容$C_d$Cd​
**结电容：$C_j=C_b+C_d$Cj​=Cb​+Cd​；
**正向偏置，扩散电容其主要作用；$~$ 
**反向偏置，势垒电容其主要作用；$~$ 
**都是非线性电容；$~$ 
**在高频电路时，对电路有较大影响；$~$ 
**若PN节外加电压频率高到一定程度，则失去单向导电性；