1-1半導體的材料與特性 1-2 P-N接面之特性與變化 1-3 P-N二極體應用狀況
質子 中子 電子 帶電性 正電(+) 不帶電 負電(-) 帶電量(庫倫) +1.6×10-19 -1.6×10-19 質量(公斤) 表(1) 原子的構成:(原子本身不帶電,電中性) 質子 中子 電子 帶電性 正電(+) 不帶電 負電(-) 帶電量(庫倫) +1.6×10-19 -1.6×10-19 質量(公斤) 1.67×10-27 9.1×10-31
最電子數
自由電子與電洞均可導電,都稱為載子(載體)
能階 不同軌道的能量之差就稱為能階,電子從最外層軌道(價電帶)跳脫共價鍵的束縛成為自由電子(傳導帶)所需的能量就稱為能隙
不摻雜任何雜質的半導體稱之為本質半導體,又稱為純半導體
依質量作用定律得知 Ni 2 = n × p ni及pi代表純半導體中之導電電子及電洞的濃度,稱為本質濃度(或固有濃度)(intrinsic concentration) ni是溫度的函數,溫度升高,熱擾動增加,平均被破壞的共價鍵變多,固有電子電洞的濃度增加,導電度增加。
P型與N型半導體的比較:
1-2 P-N接面之特性與變化
二極體電流擴散電流IF經實驗及證明是以指數的型態增加的,即 ,所以ID淨電流: IF:擴散電流 IS:逆向飽和電流正比於二極體之截面積 e:自然指數之底數約等於2.71828 VD:加於二極體兩端之順向偏壓 η:實驗常數(依材料及結構來決定,一般約為1) VT:熱電壓 (27℃時T=273+27=300K,VT≒26mV) K:波茲曼常數=1.38×10-23 J/K T:絕對溫度:單位K q:電荷電量=1.6×10-19庫倫
※ 峰值逆向電壓(PIV):不致使二極體產生崩潰的最大逆向電壓值。 ※ 當二極體加逆向偏壓時,若電壓持續增加到某一數值時,將會 使電流大量的增加,此稱之為崩潰。 ※ 漏電電流:二極體逆偏時,由少數載子造成電流,與溫度有關而 與電壓無關,溫度不變下為一定值,又稱逆向飽和 電流,矽材質 為nA等級、鍺材質為A等級。
P-N二極體應用狀況 二極體廣泛的應用於現今的電子電路,如整流電路、截波器、箝位器、二極體的運算放大器電路等、且包含特殊二極體如發光二極體、雷射二極體、光偵測器及太陽能電池等。下表即是一般二極體的一些電路應用。