BOB半岛综合半导体_

　　BOB半岛综合量子力学计算表明，固体中若有N个 原子，由于各原子间的相互作用，对应于 原来孤立原子的每一个能级,变成了N条靠 得很近的能级,称为能带。

　　能带的宽度记作ΔE ，数量级为 ΔE～eV。 若N~1023,则能带中两能级的间距约10-23eV。 一般规律： 1. 越是外层电子，能带越宽BOB半岛综合，ΔE越大。 2. 点阵间距越小，能带越宽，ΔE越大。 3. 两个能带有可能重叠。

　　但是，由于少数载 流子的存在，会形 成很弱的反向电 流， 称为漏电流 （μＡ级）。

　　当外电场很强,反向电压超过某一数值后， 反向电流会急剧增大----反向击穿。

　　利用P-N结 可以作成具有整流、开关等 作用的晶体二极管（diode）BOB半岛综合。

　　内建场大到一定 程度,不再有净电 荷的流动，达到 了新的平衡。 在ｐ型 n型交界面 附近形成的这种特 殊结构称为P-N结， 约0.1μm厚。

　　P-N结处存在电势差Uo。 它阻止 P区 带正电的空穴进 一步向N区扩散；

　　考虑到P-Ｎ结的存在，半导体中电子 的能量应考虑进这内建场带来的电子 附加势能。

　　2. Ｐ-Ｎ结的单向导电性 正向偏压 在Ｐ-Ｎ结 的p型区接 电源正极， 叫正向偏压。

　　这相当于产生了一个带正电的粒子(称为“空穴”) 电子和空穴总是成对出现的。

　　在外电场作用下, 空穴下面能级上 的电子可以跃迁 到空穴上来, 这相当于空穴 向下跃迁。 满带上带正电的 空穴向下跃迁也 是形成电流, 这称为空穴导电。 空带

　　2. 杂质半导体 在纯净的半导体中掺入适当的杂质，也能对半导体 提供载流子。这种含有杂质的半导体称为杂质半导 体。 n型半导体 四价的本征半导体 Si、Ｇｅ等，掺入少量五价 的杂质（impurity）元素（如P、As等）形成电 子型半导体,称 n 型半导体。 量子力学表明，这种掺杂后多余的电子的 能级在禁带中紧靠空带处, ΔED～10-2eV， 极易形成电子导电。 该能级称为施主（donor）能级。

　　半导体 的能带结构,满带与空带之间也是禁带， 但是禁带很窄（ΔE g 约0.1～2 eV )。

　　绝缘体与半导体的击穿 当外电场非常强时，它们的共有化电子还是 能越过禁带跃迁到上面的空带中的。 绝缘体 导体 半导体

　　四、 本征半导体和杂质半导体 1. 本征半导体（semiconductor） 本征半导体 本征半导体是指纯净的半导体。 本征半导体的导电性能在导体与绝缘体 之间。 介绍两个概念： 1. 电子导电……半导体的载流子是电子 2. 空穴导电……半导体的载流子是空穴 满带上的一个电子跃迁到空带后, 满带中出现一个空位。

　　阻挡层势垒被削弱、变窄，有利于空穴 向N区运动，电子向P区运动， 形成正向电流（mＡ级）。

　　外加正向电压越大， 正向电流也越大， 而且是呈非线性的 伏安特性(图为锗管)。

　　反向偏压 在Ｐ-Ｎ结的ｐ型区接电源负极, 叫反向偏压。 r E I 阻挡层势垒增大、 变宽，不利于空 p型 n型 穴向Ｎ区运动， 也不利于电子向 r P区运动,没有正 E阻 向电流。

　　五、Ｐ-Ｎ结及其整流特性 1.Ｐ-Ｎ结的形成 在一块 n 型半导体基片的一侧掺入 较高浓度的受主杂质，由于杂质的 补偿作用，该区就成为ｐ型半导体。 由于Ｎ区的电子向Ｐ区扩散，Ｐ区的 空穴向Ｎ区扩散，在ｐ型半导体和Ｎ 型半导体的交界面附近产生了一个电 场,称为内建场。

　　２Ｎ(2 l 1) 例如，1ｓ、２ｓ能带，最多容纳 2Ｎ个电子。 2ｐ、３ｐ能带，最多容纳 6Ｎ个电子。 电子排布时，应从最低的能级排起。 有关能带被占据情况的几个名词： 1．满带（排满电子） 2．价带（能带中一部分能级排满电子） ⎯ 亦称导带 3．空带（未排电子） ⎯ 亦称导带

　　ｐ型半导体 四价的本征半导体Si、Ｇe等，掺入少量 三价的杂质元素（如Ｂ、Ga、Ｉn等） 形成空穴型半导体，称 p 型半导体。 量子力学表明BOB半岛综合，这种掺杂后多余的空穴的 能级在禁带中紧靠满带处，ΔED～10-2eV， 极易产生空穴导电。 该能级称受主（acceptor）能级。

　　导体 在外电场的作用下，大量共有化电子很 易获得能量，集体定向流动形成电流。

　　绝缘体 在外电场的作用下，共有化电子很难接 受外电场的能量，所以形不成电流。 从能级图上来看，是因为满带与空带之间 有一个较宽的禁带（ΔEg 约3～6 eV）BOB半岛综合， 共有化电子很难从低能级（满带）跃迁到 高能级（空带）上去。

　　3. n型化合物半导体 例如，化合物GaAs中掺Ｔｅ，六价的Te 替代五价的As可形成施主能级， 成为n型GaAs杂质半导体。 4.ｐ型化合物半导体 例如，化合物 GaAs中掺Zn，二价的Zn 替代三价的Ga可形成受主能级BOB半岛综合， 成为p型GaAs杂质半导体。

　　能带中电子的排布： 固体中的一个电子只能处在某个能带中的 某一能级上。 排布原则： １. 服从泡里不相容原理 ２. 服从能量最小原理 设孤立原子的一个能级 Enl ，它最多能容纳 2 (2 l 1)个电子。 这一能级分裂成由 N条能级组成的能带后， 能带最多能容纳２Ｎ(2 l 1)个电子。

　　一、 固体的能带结构 1. 电子共有化 固体具有大量分子．原子或离子有规则排列的点阵结构。 外层电子不再属个别原子所有，而是既绕个别原子运动， 又在晶体中诸原子之间转移。 电子的这种运动称为共有化运动。 共有化运动