[工学]第1讲 导言常用半导体器件一

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1、模拟电子技术滁州学院计算机与信息工程学院赵亮1导言《模拟电子技术》是物联网技术、信息科学专业、通信工程专业、电子信息工程专业的一门重要的专业核心课，具有很强的综合性、技术性和实用性。该课程的研究对象是电子元器件及其组成的电路（包括分立、集成电路）。主要研究常用半导体器件、基本放大电路、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路中的反馈、信号的运算和处理、波形的发生和信号的变换、功率放大电路、直流电源和等内容。2《模拟电子技术》与其他课程的联系：本课程的先修课程是普通物理、电路分析基础等。电压源、电流源、受控源等概念，基尔霍夫定律、叠加定理，戴维南定理和诺顿定理，以及RC电路时间常数等概念应由电路

2、分析基础（电工学）讲授，本课程应用上述内容分析讨论具体的电子电路等内容。后续课程：微机原理、数字逻辑等。3课程教学目标：1、掌握模拟电路中的基本概念，电子元器件的功能和使用。2、掌握组成模拟电路的各种单元电路（放大、振荡等）的工作原理、性能和特点。3、掌握模拟电路的基本原理、基本分析方法和计算方法，例如放大电路、反馈电路等基本分析方法，使学生具有一定的电路分析、计算的能力。4、在实验技能方面，能比较熟练地掌握模拟电子电路常用测试仪器的使用方法与基本测试技术，对电子线路的基本单元电路具有初步设计、安装和调试的能力。4教学内容与要求（32学时+实验16学时）学分：2.5第一章常用半导体器件（4学时

3、）第二章基本放大电路（8学时）第三章多级放大电路（4学时）第四章集成运算放大电路、信号的运算和处理（4学时）第五章放大电路中的反馈（4学时）第六章波形的发生和信号的转换（2学时）第七章功率放大电路（2学时）第八章直流电源（2学时）5参考书目《模拟电子技术基础》（第三版）清华大学电子学教研组编，童诗白、华成英主编，高等教育出版社，2001《模拟电子技术基础》典型例题及习题解答王正奎编著聊大《模拟电子技术简明教程》华成英主编，清华大学出版社2006《模拟电子技术简明教程》（第二版）清华大学电子学教研组编，杨素行主编，高等教育出版社，1998《模拟电子技术基础》，华中理工大学电子学教研室编，陈大钦主

4、编，高等教育出版社，2000《电子技术基础》（模拟部分）第四版，华中理工大学电子学教研室编，康华光主编：高等教育出版社，1999《模拟电子技术常见题型解析及模拟题》张畴先主编，西北工业大学出版社6第一讲常用半导体器件（一）半导体基础知识本征半导体杂质半导体PN结半导体二极管半导体二极管的几种常见结构二极管的伏安特性二极管的主要参数二极管的等效电路稳压二极管其它类型二极管7一、本征半导体导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。1、半导体导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原子核的束缚力

5、很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导电。半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。8半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。例如：室温下，在纯硅中参入百万分之一的硼，可以使硅的导电能力提高50万倍。92、本征半导体的晶体结构本征半导体：纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体GeSi晶格：晶体中原子在空间形成排列整齐的点阵10由于热运动，具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子(带负电)

6、自由电子的产生使共价键中留有一个空位置，称为空穴（带正电）共价键3、本征半导体中的两种载流子电子与空穴成对出现，在电场下可以定向移动，形成电子电流和空穴电流11两种载流子外加电场时，带负电的自由电子和带正电的空穴均参与导电，且运动方向相反。由于载流子数目很少，故导电性很差。运载电荷的粒子称为载流子。温度升高，热运动加剧，载流子浓度增大，导电性增强。热力学温度0K时不导电。12自由电子与空穴相碰时填补空穴，称为复合一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对的浓度加大。动态平衡4、本征半导体中载流子的浓度半导体在热激发下产生自由电子和空穴对

7、的现象称为本征激发理论分析表明，本征半导体载流子浓度为温度升高时，载流子浓度按近似指数曲线升高，导电性能很差13二、杂质半导体在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，改变导电特性1.N型半导体磷（P）杂质半导体主要靠多数载流子导电。掺入杂质越多，多子浓度越高，导电性越强，实现导电性可控。自由电子为多数载流子，多子杂质原子可以提供电子，称为施主原子掺入五价元素（如磷）空穴为少数载流子，少子142.P型