模電基礎(chǔ)知識(shí)一、常用半導(dǎo)體器件1.1本征半導(dǎo)體純凈的半導(dǎo)體，具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體導(dǎo)電要靠自由電子，價(jià)電子是不導(dǎo)電的1.2載流子承載導(dǎo)電作用的粒子1.3本征激發(fā)定義：價(jià)電子脫離共價(jià)鍵束縛，產(chǎn)生自由電子和空穴當(dāng)外加電場(chǎng)以后，會(huì)造成空穴的相互移動(dòng)所以此時(shí)的載流子是空穴與自由電子1.4復(fù)合定義：自由電子重新回到空穴本征激發(fā)和復(fù)合的速度以及溫度影響載流子的濃度本征激發(fā)與復(fù)合是一種相互對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)溫度升高，載流子濃度升高，到達(dá)一個(gè)溫度下，濃度趨向于不變此時(shí)應(yīng)該是一種動(dòng)態(tài)平衡。本征激發(fā)的速度與復(fù)合的速度一致本征激發(fā)與溫度有關(guān)，復(fù)合與載流子的濃度相關(guān)雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體里面摻雜少量的雜質(zhì)元素1.5N型半導(dǎo)體目標(biāo)是提高載流子濃度摻入少量磷(5價(jià)元素)，某些位置被磷取代摻入一個(gè)以后就會(huì)多出一個(gè)自由電子這種半導(dǎo)體中含有兩種載流子，但自由電子數(shù)目已經(jīng)大大增多自由電子是多數(shù)載流子，簡(jiǎn)稱多子空穴是少子此時(shí)主要依靠的是自由電子，而自由電子帶負(fù)電負(fù)電英文表示為negative空穴是帶正電的磷原子貢獻(xiàn)出了大量的自由電子，因此成為施主原子溫度對(duì)N型半導(dǎo)體的自由電子濃度影響不大，溫度會(huì)對(duì)少子的影響大。1.6P型半導(dǎo)體指的是positive，即正電，那其中的多數(shù)載流子應(yīng)該是帶正電的空穴所以此時(shí)摻入的是硼(3價(jià))會(huì)產(chǎn)生更多的空穴1.7PN結(jié)PN結(jié)的形成擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)造成了PN結(jié)的形成最后形成了中間的空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)也叫耗盡層，也叫阻擋層，也叫PN結(jié)此時(shí)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)還在進(jìn)行少子此時(shí)也在運(yùn)動(dòng)，稱為漂移運(yùn)動(dòng)在一定情況下，多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與少子的漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡現(xiàn)在左右相等，叫做對(duì)稱結(jié)當(dāng)左右摻雜濃度不同的情況下，會(huì)形成不對(duì)稱結(jié)。1.8PN結(jié)單向?qū)щ娦訮N結(jié)外加正向電壓的時(shí)候外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)，使得擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)得以恢復(fù)，使電流迅速增大圖中電阻的作用就是限定通過(guò)的最大電流，不然會(huì)燒掉PN結(jié)，所以以后在使用二極管正向?qū)ㄗ饔玫臅r(shí)候一定記得加限流電阻PN結(jié)外加反向電壓的時(shí)候那么PN結(jié)會(huì)越來(lái)越厚，阻擋作用越來(lái)越強(qiáng)，相當(dāng)于是截止的狀態(tài)實(shí)際上是存在一點(diǎn)電流的，因?yàn)槠七\(yùn)動(dòng)會(huì)加強(qiáng)，所以會(huì)有微安級(jí)的電流產(chǎn)生這個(gè)電流對(duì)溫度會(huì)比較敏感，這個(gè)電流稱為反向飽和電流。PN結(jié)的伏安特性曲線正向特性:有一個(gè)死區(qū)反向特性:鍺管反向電流比硅管大，反向擊穿電壓反向擊穿分為兩種:雪崩擊穿當(dāng)摻雜濃度比較低，并且外加電場(chǎng)較強(qiáng)的時(shí)候，PN結(jié)會(huì)比較長(zhǎng)，此時(shí)耗盡層相當(dāng)于一個(gè)粒子加速器，會(huì)把自由電子加速，導(dǎo)致自由電子損壞共價(jià)鍵，形成擊穿。溫度越高，所需的擊穿電壓越高。(因?yàn)榫Ц裾駝?dòng)會(huì)變大)。齊納擊穿發(fā)生在摻雜濃度比較高的時(shí)候，PN結(jié)會(huì)比較窄，所以此時(shí)即使外加電場(chǎng)比較小，但場(chǎng)強(qiáng)也會(huì)比較大，此時(shí)價(jià)電子直接從共價(jià)鍵脫離束縛。溫度越高，齊納擊穿所需的電壓越低。(此時(shí)價(jià)電子更活躍)PN結(jié)損壞是因?yàn)榉聪驌舸┮鸬腜N結(jié)溫度升高。但如果擊穿以后，溫度沒(méi)有變高，達(dá)不到燒毀的狀態(tài)，此時(shí)PN結(jié)工作在反向擊穿狀態(tài)，但要控制好不能發(fā)生二次熱擊穿此時(shí)PN結(jié)在很大的電流變化范圍內(nèi)，電壓保持不變，具有穩(wěn)定電壓的作用，做成穩(wěn)壓二極管。摻雜濃度與擊穿電壓的關(guān)系通過(guò)控制摻雜濃度，來(lái)控制擊穿電壓。越稀薄，擊穿電壓越高，因?yàn)槭茄┍罁舸Ｔ綕猓瑩舸╇妷涸降汀Ｋ钥梢缘玫讲煌姆€(wěn)壓二極管PN結(jié)的電流方程Is: