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 🤩🤩🤩前言

Hello，大家好。我是CSDN厉昱辰。很高兴能够跟大家再次探索模电知识，那就让我们在接下来的日子里，一起去分享模电的相关知识，共同去讨论关于模电的相关问题！

 🤩🤩🤩导体与绝缘体

 🤩🤩🤩本征半导体

❤️❤️❤️（一）半导体

❤️❤️❤️（二）本征半导体的晶体结构

❤️❤️❤️（三）本征半导体中的两种载流子

❤️❤️❤️（四）本征半导体中载流子的浓度

 🤩🤩🤩杂质半导体

❤️❤️❤️（一）N型半导体

❤️❤️❤️（二）P型半导体

 🤩🤩🤩PN结

 🤩🤩🤩PN 结的电容效应 

❤️❤️❤️（一）势垒电容

❤️❤️❤️（二）扩散电容

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 前言

Hello，大家好。我是CSDN厉昱辰。很高兴能够跟大家再次探索模电知识，那就让我们在接下来的日子里，一起去分享模电的相关知识，共同去讨论关于模电的相关问题！

 首先，在介绍半导体的知识点之前，我们先来了解一下导体与绝缘体~

导体与绝缘体

PS：本征半导体是纯净的晶体结构的半导体，这句话中，纯净的（无杂质），晶体结构（稳定的结构）！ 

本征半导体

 纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。（敲重点，定义给我记清楚喽）

（一）半导体

物质的导电性能取决于原子结构。常用的半导体材料硅（Si）和锗（Ge）均为四价元素。

在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素时，导电性能具有可控性。

（二）本征半导体的晶体结构

将纯净的半导体经过一定的工艺过程制成单晶体，即为本征半导体。

晶体中的原子在空间中形成排列整齐的点阵，称为晶格。

相邻的两个原子的一对最外层电子（即价电子）不但各自围绕自身所属的原子核运动，而且出现在相邻原子所属的轨道上，成为共用电子，这样的组合称为共价键结构。如图所示：

（三）本征半导体中的两种载流子

晶体中的共价键具有很强的结合力，因此，在常温下，仅有极少数的价电子由于热运动获得足够的能量，从而挣脱共价键的束缚变成为自由电子；

在共价键中留下一个空位置，称为空穴。

在本征半导体中，自由电子与空穴是成对出现的，即自由电子与空穴数目相等，如图所示：

 若在本征半导体两端外加一电场，则一方面自由电子将产生定向移动，形成电子电流；

另一方面由于空穴的存在，价电子将按一定的方向依次填补空穴，也就是说空穴也产生定向移动，形成空穴电流。

• 自由电子与空穴的运动方向相反。
• 本征半导体有两种载流子，即自由电子和空穴均参与导电。
• 外加电场时，带负电的自由电子和带正电的空穴参与导电，且运动方向相反。

（四）本征半导体中载流子的浓度

• 自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴，使两者同时消失，这种现象称为复合。
• 在一定的温度下，本征激发所产生的自由电子与空穴对，与复合的自由电子与空穴对数目相等，故达到动态平衡。

• 在一定温度下，本征半导中的载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。
• 温度升高，热运动加剧，载流子浓度增大，导电性越强。

杂质半导体

通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，便可得到杂质半导体。

按掺入的杂质元素不同，可形成N型半导体和P型半导体；

（一）N型半导体

在纯净的硅晶体中掺入五价元素，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。

其中，

• N型半导体中，自由电子的浓度大于空穴的浓度，故称自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子；简称前者为多子，后者为少子。
• 掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能也就越强。
• 自由电子与空穴是动态平衡，空穴要少，浓度要低（少子决定温度）

（二）P型半导体

在纯净的硅晶体中掺入三价元素，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P型半导体。

• P型半导体中空穴为多子，自由电子为少子，主要靠空穴导电。
• 与N型半导体相同，掺入的杂质越多，空穴的浓度就越高，使得导电性能越强，因为杂质原子中的空位吸收电子，故称之为受主原子。

PN结

物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动，这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。

扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面N区的自由电子浓度降低，产生内电场。

由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成内电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P区、自由电子从P区向N 区运动。

因电场作用所产生的运动称为漂移运动。

 参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态平衡，就形成了PN结。

 PN结加正向电压导通

耗尽层变窄，扩散运动加剧，由于外电源的作用，形成扩散电流，PN结处于导通状态。

 PN结加反向电压截止

耗尽层变宽，阻止扩散运动，有利于漂移运动，形成漂移电流。由于电流很小，故可近似认为其截止。

PN 结的电容效应 

（一）势垒电容

PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放电相同，其等效电容称为势垒电容Cb。 

（二）扩散电容

PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的过程，其等效电容称为扩散电容Cd。

结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定程度，则失去单向导电性！