半导体的分类.ppt

教学四部：田维娜,半导体的分类,物质按导电能力分为哪几种，代表物质都有哪些？,复习：,一、导体：容易导电的物质。,例：金属、石墨、人体、大地、食盐水溶液等,常见的导体：,二、绝缘体：不容易导电的物质。,例：塑料、玻璃、橡胶、陶瓷、干木头、油、干燥的空气等,常见的绝缘体：,三、半导体：,导电能力介于导体和绝缘体之间,常见的半导体材料：硅、锗主要应用于：电子工业,计算机主机板,半导体的分类,1、按半导体材料分,新授课：半导体的分类,纯净半导体,杂质半导体,本征半导体,空穴型半导体,电子型半导体,N型半导体,P型半导体,锗材料半导体,硅材料半导体,2、按是否掺入杂质分,纯净半导体（本征半导体）,价电子,共价键,本征半导体结构示意图,9,完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导 体称为本征半导体,将硅或锗材料提纯便形成单晶体，它的原子结构为共价键结构。,价电子,共价键,图 本征半导体结构示意图,当温度 T=0 K(绝对零度)时，半导体不导电，如同绝缘体。,第四版童诗白,纯净半导体（本征半导体）,10,自由电子,图 本征半导体中的 自由电子和空穴,空穴,若 T，将有少数价电子克服共价键的束缚成为自由电子，在原来的共价键中留下一个空位空穴。,T,自由电子和空穴使本征半导体具有导电能力，但很微弱。,空穴可看成带正电的载流子。,纯净半导体（本征半导体）,本征半导体中的载流子,纯净半导体（本征半导体）,自由电子带负电,空穴带正电,电子-空穴对,电子电流,空穴电流,12,杂质半导体电子型半导体,一、电子 型半导体(Negative),N型半导体,自由电子,五价元素,+5,14,杂质半导体电子型半导体,一、电子 型半导体(Negative),在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，即构成 N 型半导体(或称电子型半导体)。,常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。,N型半导体,15,本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。掺入的5价元素越多，形成的自由电子就越多，导电能力越强。,电子称为多数载流子(简称多子)，空穴称为少数载流子(简称少子)。,杂质半导体电子型半导体,16,二、空穴型半导体（Positive）,本征半导体结构示意图,P型半导体,空穴,三价元素,+3,二、空穴型半导体,18,本征半导体掺入 3 价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被3价杂质原子代替。杂质原子最外层有 3 个价电子，其中 3个与硅构成共价键，多余一个空位，即空穴。掺入的3价元素越多，形成的空穴就越多，导电能力越强。,空穴称为多数载流子(简称多子)，电子称为少数载流子(简称少子)。,常见的三价杂质元素有：硼、铝、铟。,二、空穴型半导体,19,说明：,1.掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决 定少数载流子的浓度。,3.杂质半导体总体上保持电中性。,4.杂质半导体的表示方法如下图所示。,2.杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导体，因而其导电能力大大改善。,(a)N 型半导体,(b)P 型半导体,图 杂质半导体的的简化表示法,2、在纯净半导体中掺入（）价元素可形成电子型半导体，也被称为（）。,3、在纯净半导体中掺入（）价元素可形成空穴型半导体，也被称为（）。,4、在N型半导体中，（）是多子，在P型半导体中（）是少子。,1、导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质称为（）。常见的半导体材料是（）。,课上练习：,硅、锗,半导体,五,P型半导体,电子,电子,N型半导体,三,课后习题,画出本征半导体、电子型半导体和空穴型半导体的晶体结构图。,谢谢观赏,半导体按是否掺入杂质分类：,纯净半导体,杂质半导体,非常纯净的单晶半导体,本征半导体,空穴型半导体,电子型半导体,N型半导体,P型半导体,