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第三代半导体:III族氮化物半导体质料(GaN) 电工电子学 chapter 4 电子器件所用的具有晶体 结构

时间:2020-10-16 03:57

  18.10•.11 第四章 常用半导体分立器件 Diode, Transistor 电工电子学 chapter 4 1 半导体的根蒂知识与PN结 半导体二极管及其独揽电途 双极型三极管 绝缘栅型场效应管 华夏火油大学电工电子教学重心 随机点名 目次 返回 上一页 下一页 闇练乞请•: 18••.10.11 凑合元器件,重点放正在特质、参数、身手目标和 切确垄断能力,不要过分琢磨其内中机理••。磋商器件 的目标正在于利用••。 学会用工程见地剖释题目,即证据本色情状,对 器件的数学模子和电途的职责条件实行合理的好像••, 以便用单纯的分歧法子获得拥有骨子道理的终止•。 对电道举行判辨商议时,唯有能惬意能力目标, 就不要太甚深究详明的数值。 器件瑕瑜线性的、特质有齐集性、RC 的值有误 差、工程上答应一定的瑕玷、选用合理估算的手法。 随机点名 目次 返回 上一页 下一页 电工电子学 chapter 4 2 中国石油大学电工电子诱导核心 4.1 半导体的基础常识与PN结 18.10.11 一、 半导体的根基知识 1. 半导体 器件的特质 体积幼••、重量轻••、寿命长、能耗低。 2. 物质的分类(按其导电材干的巨细) 导体 如:金、银•、铜、锡,电阻率•, ρ10-4?•?cm 绝缘体 如:橡胶、陶瓷、塑料、木成品等 ρ•? 1012??cm 半导体 如:锗•、硅、砷化镓•,极少硫化物和氧化物 (导电机能介于导体与绝缘体之间,受温度、光照和 掺杂秤谌效用极大。) 10-3??cm ρ109•?••?cm 半导体(左证纯度的区别)无妨分为 本征半导体, 杂质半导体 电工电子学 chapter 4 3 中国火油大学电工电子哺育重心 随机点名 目次 返回 上一页 下一页 半导体器件是组成电子线 的质料是过程十分加工且机能可控的半导体原料。 正在大限造集成电途(LSI)和超大范畴集成电 途(VLSI)中浸要驾御硅(Si)和砷化镓(GaAs) 质料。 第一代半导体原料 以Si,Ge为代表; 第二代半导体以GaAs, InP为代表;, 第三代半导体••:III族氮化物半导体质地(GaN) 电工电子学 chapter 4 电子器件所用的半导体拥有晶体 机闭,于是把半导体也称为晶体••。 硅谷•、集成电途 Silicon valley Integrated circuit 4 华夏石油大学电工电子教学中心 随机点名 目次 返回 上一页 下一页 3. 本征半导体 18.10.11 清洁的、拥有晶体组织 的半导体。 将硅或锗质料提纯并形 成单晶体后,便造成共价键 构造。 价电子:最表层原子轨途 上的电子。 半 导 体 的 基 本 知 识 与 结 5 电工电子学 chapter 4 晶体机闭 共价键 +4 +4 +4 4•.1 PN 4个价电子 +4 +4 +4 +14 2 8 4 +32 2 818 4 +4 +4 +4 +4 Si Ge 惯性核 随机点名 目次 返回 上一页 下一页 中国火油大学电工电子训导中央 共价键有很强的相接力•,使原子端方布列,形 18.10.11 成晶体。 共价键中的两个电子被紧紧拘束正在共价键中, 称为拘谨电子(Bonded Electron)•,拘束电子很难 脱离共价键成为自正在电子(Free~),是以本征半导 体中的自正在电子很少•,所以本征半导体的导电智力 很弱。 电工电子学 chapter 4 正在一概零度(即T=0)和 无表界激勉时,硅和锗晶体中 因为没有传导电流的导电粒 子存正在,是以不行导电。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 6 中国石油大学电工电子培植重心 随机点名 目次 返回 上一页 下一页 18.10.11 本援激发-正在常温下,因为热激勉,使少许价电子 取得充满的能量而脱离共价键的束厄,成为自正在电 子•,同时共价键上留下一个空位,称为空穴 (Hole) 。 因热营谋展示自正在电子空穴对的表象称 本征鞭策 (Excitation, 又称热激发)。 +4 +4 +4 半 导 体 的 基 本 知 识 与 结 7 电工电子学 chapter 4 4.1 PN 自正在 电子 +4 +4 +4 空穴 +4 +4 +4 中国火油大学电工电子训诫要旨 随机点名 目次 返回 上一页 下一页 两种载流子: 可能导电的电荷称为载流子 18••.10.11 (current or charge carrier)。 本征半导体中罕见量相当的两种载流子:自正在电 子和空穴。 空穴导电的本色是价电子按次补偿闲暇的活动。 电工电子学 chapter 4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 8 华夏石油大学电工电子教学重心 随机点名 目次 返回 上一页 下一页 本征浓度 复合—自正在电子和空穴正在热活动中重逢而开释能 18.10.11 量,电子空穴成对毁灭。 自正在电子和空穴成对地出现的同时,又连接复闭•。 正在必定温度下•,载流子的映现和复合抵达动态平衡, 半导体中载流子便支柱一定的数量。 电工电子学 chapter 4 半 导 体 的 基 本 知 识 与 结 9 提神:(1)正在常温下,本征半导体中载流子浓度: Si:ni= pi=1.5×1010/cm3,Ge: ni= pi=2.5×1013/cm3, 与原子密度(约为1022/cm3量级)较量,是微不够途 的(1/3.3×1012 ),故本征半导体的导电性很弱,不 能直接用于创设半导体器件。 (2) 温度愈高, 载流子的数量愈多,半导体的导电性 能也就愈好。于是•,温度对半导体器件机能沾染很大。 华夏石油大学电工电子教学核心 4.1 PN 随机点名 目次 返回 上一页 下一页 18.10.11 半导体的导电特色: 热敏性:当境况温度普实时,导电材干昭着加强 (可做成温度敏锐元件,

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