基本的半导体器件有哪些?它们的结构、工作原理、功能特点?

基本的半导体器件有哪些?它们的结构、工作原理、功能特点?,第1张

基本的半导体器件主要有以下几种:pn结二极管,金属氧化物场效应晶体管(MOS),双极晶体管(BJT),结型场效应晶体管。pn结二极管结构:其中pn结二极管由n型半导体和p型半导体接触产生。工作原理:由于二者接触后产生由n型半导体指向p型半导体的内建电场,当外加电压由n型半导体指向p型半导体时进一步增强了其内建电场,因而其电流会很小,当外加电压由p型指向n型时,内建电场降低,电流可顺利通过pn结,形成单向导电的特性。MOS结构:主要由栅极,漏极及源极三部分构成。工作原理:通过栅极控制沟道载流子浓度实现对源极及漏极电流的控制。BJT结构:由发射极,基极,集电极构成。基本原理:通过控制发射极与基极之间的电压以及集电极与基电极之间的电压实现电流的放大,截至等效应。结型场效应晶体管:与MOS构成类似,不同点仅在于其栅极位于沟道的上下两侧。工作原理:上下栅极同时控制沟道的载流子浓度及沟道的宽度实现对电流的控制。

半导体( semiconductor),指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

半导体就是介于导体与绝缘体之间的物质。它分为本征半导体和杂志半导体。

本征半导体:纯净晶体结构的半导体称之为本征半导体。常用的材料如:硅和锗。它们都是四价元素,即原子轨道的最外层有4个电子。当把它们制作成晶体时,它们是靠共价键的作用紧密联系在一起的。

杂质半导体:在本征半导体掺入特定的杂质来改变它的导电性,这种半导体成为杂质半导体。

N型半导体:

在本征半导体中掺入5价元素,使晶体中某些原子被杂质原子所替代,因为杂质原子最外层有5个价电子,它与周围原子形成共价键后还多于一个自由电子,因此使空穴的浓度远小于自由电子的浓度。但是,电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一个常数,与掺杂无关。

P型半导体:

在本征半导体中掺入3价元素,晶体中的某些原子被杂质原子代替,但是杂质原子的最外层只有3个价电子,它与周围原子形成共价键后还多余一个空穴,因此使空穴的浓度远大于自由电子的浓度。


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