第一章半导体器件
§1.1半导体的基本知识
§1.2PN结及半导体二极管
§1.3特殊二极管
§1.4半导体三极管
§1.5场效应晶体管
(1-1)
§1.1半导体的基本知识
1.1.1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。
往纯净的半导体中掺入某些杂质，
会使它的导电能力明显改变。
(1-3)
1.1.2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
(1-6)
硅和锗的共价键结构
共价键共
+4+4
用电子对
+4表示除
去价电子+4+4
后的原子
(1-7)
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。
+4+4共价键有很强的结合力，
使原子规则排列，形成晶体。
+4+4
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。
(1-8)
本征半导体的导电机理
在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,
价电子完全被共价键束缚着，本征半导体
中没有可以运动的带电粒子（即载流子），
它的导电能力为0，相当于绝缘体。
在常温下，由