《图解入门——功率半导体基础与工艺精讲》--功率半导体基本原理

andeyqi

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<i class="pstatus"> 本帖最后由 andeyqi 于 2025-1-26 16:40 编辑 </i>

## 简介
### 什么是半导体
半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，在现代电子技术中具有极其重要的地位。以下是关于半导体的详细介绍：
定义与特性
**导电性能：**半导体的导电能力不像导体那样强，也不像绝缘体那样几乎不导电，而是在一定条件下可以导电，并且其导电性可以通过掺入杂质、施加电场、光照等方式进行控制和调节。
**禁带宽度：**从能带理论的角度来看，半导体具有一个适中的禁带宽度。在绝对零度时，半导体的价带是满带，导带是空带，电子不能导电。但在常温下，由于热激发等原因，会有少量电子从价带跃迁到导带，从而具有一定的导电能力。

书中以下图片形象的比喻了，半导体的工作状态。

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半导体导通的过程可以理解为外加电压温度变化等**外界能量触发**条件下，电子从**价带穿越禁带进入导带**的一个转化过程。

### 惨入杂质增加载流子
在硅晶体中，在热平衡状态下硅半导体称为本征半导体，里面的载流子数量很少，所以不具备导电性。要让这种本征半导体成为半导体器件需要加入硅以外的元素，这个过程称为掺杂(Doping),由这些元素来提供额外的载流子，实现导电。
根据惨入杂质的不同可以分为P型杂质，N型杂质，对应如下。

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惨砸后的于N型半导体中的多数载流子为电子，P型半导体的多数载流子为空穴，PN半导体和起来形成一个PN结，书中对PN节的描述如下。

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### 双极型晶体管的原理
双极型晶体管有基极，发射极，集电极三个电极。发射极（Emitter）有“发出者”的意思。集电极（Collector）是收集的意思，基极（Base）是“基础”的意思。双极型晶体管可以理解为“控制基极电流来工作的器件”

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### MOS晶体管的原理
MOS 管的英文是 Metal Oxide Scilicon ,栅极是金属电极Metal 栅极的下方是一层硅热氧化形成的二氧化硅薄膜，对应Oxide(氧化物)，这层氧化物的下方才是载流子的通道，是在硅材料上生产的，也就是Silicon,将这三个首字母连在一起就有了MOS这个名字，名字就蕴含了其构造的方式。MOS 晶体管中载流子要么是电子，要么就是空穴，只能二选一，因此也可以把它叫作单极型晶体管。器件是在施加电压，建立电场后发生作用的，因此叫做场效应管（Filed Effect Transistor,简称FET）,所以MOS晶体管，全称应该叫作“金属氧化物半导体场效应管”，写作MOSFET.
相对双极晶体管，MOSFET 是个电压控制型原件

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通过书籍的前两章的学习重温下大学模拟电子的基础知识，阅读后对但导体的原理有了新的认识。

lugl4313820

书里面有图示，理解起来就特别好，学习基础知识，还是需要有毅力才能坚持下来。

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