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半导体简易原理什么是半导体 按固体的导电能力区分,可以区分为导体、半导体和绝缘体 表1.1导体、半导体和绝缘体的电阻率范围半导体具有一些重要特性,主要包括: 温度升高使半导体导电能力增强,电阻率下降 如室温附近的纯硅(Si),温度每增加8℃,电阻率相应地降低50%左右 微量杂质含量可以显著改变半导体的导电能力 以纯硅中每100万个硅原子掺进一个Ⅴ族杂质(比如磷)为例,这时硅的纯度仍高达99.9999%,但电阻率在室温下却由大约214,000Ωcm降至0.2Ωcm以下 适当波长的光照可以改变半导体的导电能力 如在绝缘衬底上制备的硫化镉(CdS)薄膜,无光照时的电阻为几十MΩ,当受光照后电阻值可以下降为几十KΩ 此外,半导体的导电能力还随电场、磁场等的作用而改变固体类型半导体的晶体结构空间晶格空间晶格晶胞和原胞固体中的缺陷和杂质固体中的缺陷和杂质固体中的缺陷和杂质允带与禁带能级分裂为能带允带与禁带简约布里渊区固体中电的传导能带和键模型固体中电的传导能带和键模型固体中电的传导能带和键模型统计力学统计力学——费米分布函数费米概率函数费米能级EF玻尔兹曼分布函数费米能级本征半导体中究竟有多少电子和空穴?半导体中载流子电子空穴的平衡分布掺杂原子与能级定性描述掺杂原子与能级施主杂质掺杂原子与能级掺杂原子与能级受主杂质掺杂原子与能级掺杂原子与能级施主能级受主能级费米能级的位置费米能级的位置pn结的基本结构pn结的基本结构零偏内建电势差内建电势差pn结电流定性描述pn结电流理想电流电压关系pn结电流理想电流电压关系pn结电流理想电流电压关系结击穿结击穿肖特基势垒二极管肖特基势垒二极管正反偏