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日志

半导体基础知识

已有 747 次阅读2015-4-30 08:43 |个人分类:学习笔记

  

一、本征半导体:

本征半导体:纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。

载流子:运载电荷的粒子称为载流子。本征半导体具有两种载流子,即自由电子和空穴均参与导电,这是半导体导电的特殊性质。

本征激发:半导体在热激发下产生自由电子和空穴对的现象称为本征激发。

本征半导体载流子的浓度是环境温度的函数,与环境温度密切相关,故可做热敏或光敏电阻。

禁带宽度:在热力学零度时破坏共价键所需的能量。硅为1.21eV,锗为0.785eV

二、杂质半导体:

通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质,便可得到杂质半导体(N型或P型)。

多子浓度主要取决于杂质元素原子的密度,少子浓度主要取决于温度(本征激发形成)。

三、PN结:

采用不同的掺杂工艺,将P型半导体和N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成PN结。PN结具有单向导电性。

多子扩散运动,少子漂移运动。

击穿现象:  

齐纳击穿:在高掺杂情况下,耗尽层宽度很窄,不大的反向电压就可以形成很强的电场而直接破坏共价键,使价电子脱离共价键束缚形成电子空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿成为齐纳击穿。

雪崩击穿:在低掺杂情况下,耗尽层宽度大,当反向电压加大到较大数值时,耗尽层的电场使少子加快漂移速度,从而与共价键中的电子碰撞,把价电子撞出共价键,产生电子空穴对,新的电子空穴对被电场加速后又碰撞其他的共价键,载流子雪崩式倍增,致使电流急剧增加,这种击穿成为雪崩击穿。

四、PN结的电容效应:

势垒电容:耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容CbCb具有非线性)。(加反向电压)

扩散电容:扩散区内,电荷的积累与释放过程与电容器充放电过程相同,这种电容效应称为扩散电容。(正向偏置)

五、二极管:

稳压二极管:稳压管在反向击穿时,在一定的电流范围内,端电压几乎不变,表现出稳压特性。因而广泛应用于稳压电源和限幅电路中(必须加限流电阻,因为稳压二极管必须工作中IminImax之间,所以必须要串联一个电阻来限制电流)。稳压管稳压电流P25

光电二极管:光电二极管是远红外线接收管。PN结型光电二极管充分利用PN结飞光敏特性,将接受到的光转换成电流的变化。

六、晶体三极管:

晶体三极管中有两种带有不同极性电荷的载流子参与导电,故称之为双极型晶体管(BJT  bipolar junction transistor),又称半导体三极管,简称晶体管。

根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域,并形成两个PN结,就构成晶体管。基区很薄且杂质浓度很低,发射区掺杂浓度很高,集电区面积很大。

电流放大作用:发射结正偏(扩散电流Ie),集电结反偏(漂移电流Ic),故对于共射电路,有Vbb<Vcc,小的基极电流可以控制大的集电极电流。

201542500:02:21

 

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