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文档摘要

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半导体器件

基本知识

(1-1)

§1半导体的基本知识

1.1导体、半导体和绝缘体

自然界中很容易导电的物质称为导体，金

属一般都是导体。

有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡

皮、陶瓷、塑料和石英。

另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体

之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些

硫化物、氧化物等。

(1-2)

半导体的导电机理不同于其它物质，所

以它具有不同于其它物质的特点。比如：

当受外界热和光的作用时，它的导

电能力明显变化。

（热敏特性、光敏特性）

纯净的半导体中掺入某些杂质，会使

导电能力明显改变。

(掺杂特性)

(1-3)

1.2本征半导体

现代电子学中，用的最多的半导体是硅和

锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。

GeSi

(1-4)

通过一定的工艺过程，

可以将半导体制成晶体。

完全纯净的、结构完整的半

导体晶体，称为本征半导体。

在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶

体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四

个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相

临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。

(1-5)

硅和锗的晶体结构

共价键

(1-6)

硅和锗的共价键结构

共价键共

用电子对

+4+4

+4表示除

去价电子+4+4

后的原子

形成共价键后，每个原子的最外层电子是八

个，构成稳定结构。

(1-7)

+4+4共价键有很强的结

合力，使原子规则排

+4+4列，形成晶体。

共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价

键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难

脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体

中的自由电子很少，所以本征半导体的导电

能力很弱。