半導體
概念:常溫下導電性能介於絕緣體和導體之間的材料。
本徵半導體:完全不含雜質且無晶格缺陷的純淨半導體稱為本徵半導體。
本徵半導體的晶體結構
載流子
本徵激發:電子逃脫共價鍵的束縛變成自由電子的過程，相應的也會產生空穴。
自由電子帶負電，空穴相對來說帶正電。
復合:自由電子做自由運動又撞進空穴的懷裡的過程就是復合。
本徵激發與溫度有關，溫度越高運動越劇烈，復合與自由電子濃度有關，自由電子濃度越高相應復合也越激烈。
概念
本徵半導體內摻入少量的雜質元素。
n型半導體
含義:n型半導體，n指的是negative:負，摻雜的元素是五價磷元素p，所以乙個磷與四個矽形成共價鍵的同時會產生乙個自由電子和乙個帶正電的磷離子。n型半導體並不是帶負電，而是自由電子是多子，空穴是少子。
p型半導體
含義:p型半導體，p指的是positive:正。摻雜的元素是三價硼元素b，所以乙個硼和四個矽形成共價鍵的同時會產生乙個空穴和帶負電的硼離子。同理，空穴是p型半導體的多子，自由電子是少子。
如下圖:
pn結的形成
擴散運動:擴散運動就是物質從高濃度區域向低濃度區域轉移直到均勻分布的現象。
空間電荷區:單純的p型半導體或者n型半導體是沒有辦法達到我們所說的單向導電性。但是當兩種半導體合併在一起的時候，因為p型半導體摻雜的是三價b（硼元素），多子是空穴，而n型半導體多子是自由電子，所以當合併到一起的時候，就會彼此發生擴散運動。但是擴散運動並不會永無止境的進行。直到形成如下圖的空間電荷區。
空間電荷區的電場方向從n→p，所以對於兩方的多子來說，內電場也就是空間電荷區會變成阻礙雙方多子的擴散勢壘。但是內電場對於彼此的少子而言，又是乙個加速電場，雙方少子在內電場作用下的運動就是漂移運動。
而所謂的空間電荷區也就是我們口中的pn結啦。
對稱結:p型半導體和n型半導體摻雜雜質濃度相同並形成pn結的時候，pn結是對稱的，而當一方摻雜雜質濃度較少的時候，濃度較小的一方結較大，此時不對稱。
pn結的單向導電性
外加正向電場:p接正極n接負極，此時外電場與內電場方向相反，勢壘的作用會被抵消，但是只抵消一點內電場，多子的運動還不夠明顯，當外電場到達一定值的時候，多子的運動（電流）再隨外電場的增加而成指數增加，此時的外電場電壓就是pn結的開啟電壓。
外加反向電場:p接負極n接正極，此時內電場和外電場方向相同，pn結被加厚，雙方多子的運動被進一步限制，但是漂移運動被加強，漂移運動產生的電流就是漏電流。漏電流極其微小，一般在幾ua。
pn結的電流方程
i=is*（e^u/ut-1）
is為反向飽和電流（漏電流）
u導通電壓
ut溫度當量。室溫取26mv
pn結的導通特性
正向特性:帶死區電壓，正向電壓超過死區電壓之後，電流成指數增加
反向特性:低於擊穿電壓只有反向的漏電流，當高於擊穿電壓的時候，二極體被擊穿，電流瞬間變大，可用作穩壓。
雪崩擊穿:當摻雜濃度較低的時候，pn結較寬，外加反向電壓變大，pn結就成為了乙個粒子加速器，雙方少子經過加速之後獲得很大的能量，這個能量大到足以打散共價鍵，就會產生更多的電子與空穴，此時電流瞬間變大，這個擊穿的過程也就是雪崩擊穿。溫度越高，雪崩擊穿所需要電壓越高，因為晶格結構的震動使粒子很容易撞在共價鍵上，加速時間變短所以需要更大的電壓。
齊納擊穿:當摻雜濃度較高的時候，pn結很窄，反向電壓變大，pn結窄場強很大，價電子可以直接從共價鍵中拉出來。溫度越高，齊納擊穿所需要的電壓越低。
通過控制摻雜濃度，可以控制擊穿電壓，摻雜濃度越高擊穿電壓越低，此時是齊納擊穿，摻雜濃度越低擊穿電壓越高，此時是雪崩擊穿。
pn結之間的電容效應
電容是表徵電量與電壓之間的關係，pn結一邊是負電荷，一邊是正電荷，而且隨著電壓的增大，pn結變變寬或變窄，與電容的特性相同，這個電容發生在勢壘裡面，稱為勢壘電容。而pn結的兩側的電荷量也隨著電壓的變化而變化，所以pn結兩側也存在電容，這個電容叫做擴散電容，他是由非平衡少子和電壓之間的關係構成的。
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