模拟电子技术基础笔记.doc

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1、第一章常用半导体器件1Q&A:11.1半导体基础知识11.1.1本征半导体11.1.2杂质半导体21.1.3PN结21.2半导体二极管41.2.1二极管常见结构41.2.3二极管的主要参数51.2.5稳压二极管51.2.6其他类型二极管51.3晶体三极管61.3.1晶体管的结构和类型61.3.2晶体管的放大作用61.3.3晶体管的共射特性曲线71.3.4晶体管的主要参数71.4场效应管8141结型场效应管81.4.2绝缘栅型场效应管10第二章基本放大电路132.1放大的概念和放大电路的主要性能指标132.3放大电

2、路的分析方法14第一章常用半导体器件Q&A:22••1.1半导体基础知识1.1.1本征半导体导体形成电流：导体一般为低价元素，最外层的点子极易挣脱原子核的束缚成为自由电子，在外电场的作用下产生定向移动而产生电流。高价元素对电子的束缚力强，外层电子很难挣脱，所以是绝缘体。半导体用的硅和错属于4价元素，介于导体和绝缘体中间。共价键:共价键中的电子跑出来之后就成为自由电子，在原位置形成空穴。空穴电流和电子电流，自由电子的定向移动形成电子电流，电子的移动过程中，电子将以一定的方向依次的填补空穴导致空穴也定向产生移动，故而

3、产生空穴电流，半导体相比导体的一个特殊性就是半导体有两种载流子，空穴和电子，而导体只有电子。3一Ego本征半导体载流子的浓度公式：ni二pi二K]T走2kT其中：ni和pi为电子和空穴的浓度k为波尔兹曼常数（8.63*105eV/K）E®为热力学零度时破坏共价键所需的能量，又称禁断宽度（硅为1.21eV,错为0.785eV）K

4、是与半导体材料载流子有效质量，有效能级密度有关的常量（硅为1.87*1OS*?错为1.76*〜〜〜）常温时（T=300K）,硅材料n匸pi二1.43*10"cnT3,错材料n匸pi二2.3

5、8*10门cm'本征半导体对温度敏感，既可以用来做热敏和光敏器件，有是造成半导体温度稳定性差的原因。从浓度公式可以看出，本征半导体的载流子浓度只和温度有关，温度越高，浓度越大。1.1.2杂质半导体N型半导体：参杂5价元素（如磷），则在共价键之外形成了自由电子。P型半导体：参杂3价元素（如硼），则共价键上形成空穴。参杂的浓度越高，则多子的浓度越高，导电能力越强。1.1.3PN^PN结：将P型半导体和N型半导体制作在同一硅片上，就形成了PN结。空穴负离子厂一\正离子自由电子//[

6、O°OOp适Oo00OO0o°—y

7、O-••e苫）©•©®e（±）P区N区―（a）PN结的平衡：PN结合在一起的时候，电子用N扩散到P,空穴相反。同时会形成空间电荷区（耗尽层），此电荷区的方向正好和电子扩散的方向相反，会使载流子形成漂移运动，当漂移运动和扩散运动一样的时候，就形成了平衡。PN结正偏：正电压加到P,加大了扩散运动，削弱了内电场，所以PN结导通，靠电子的运动形成电流。PN结反偏：正电压加到N,加大了内电场从而加大了漂移运动，削弱了扩散运动，但是少子的数量极少（本征半导体激发，又被参杂的综合），所以漂移电流极少，所以PN结截止。PN结电流

8、方程：i二Is（e^-1）其中Is为反向饱和电流q为电子电量k为波尔兹曼常数如果将kT/q用S代替，则i=Is養一1）室温的时候，T二300K,UT=26mVUu为正，即PN正偏的时候，u»U“贝I」i二Ise听，即i和u成指数变化。u为负，即PN结反偏的时候，u»UT,则丨二・IsPN结伏安特性图:反向击穿电压（Ubr）：反向击穿有两种，1.齐纳击穿：高浓度参杂时，耗尽区窄，不大的反向电压就可以在耗尽层形成大电场，直接破坏共价键，产生电子空穴对，导致电流极具增大。2.雪崩击穿：低浓度参杂是，耗尽层宽，但当电压加

9、到一定的程度是，电场使少数电子加速漂移，与共价键中的价电子碰撞，产生电子空穴对，新产生的电子空穴对又去碰撞其他价电子，引起雪崩效应，导致电流大大增加。从以上分析可知，高浓度参杂的击穿电压比较低。PN结的结电容：一种是势垒电容，一种是扩散电容。势垒电容是耗尽层根据偏置电压的变化而变化产生的。扩散电容是耗尽层电容浓度梯队变化产生的。1.2半导体二极管1.2.1二极管常见结构二极管就是PN结+引线PN结面积越大，允许通过的电流越大。温度升高，正向特性左移，反向特性下移硅的导通电压为0.6〜0.8,错的导通电压为0.1〜

10、0.31.2.3二极管的主要参数最大整流电流：长期运行时允许通过的最大正向平均电流，和PN结面积有关最高反向工作电压Ur：二极管工作中允许的最大反向电压，一般为Ubr的一半反向电流Ir：二极管未击穿时的反向电流。Ir越小，二极管的单向导电性越好截止频率逼：二极管上限截止频率，超过此值时，由于结电容的作用，二极管不能体现单向导通性125稳压二极管稳压二极管工作在击穿区，在一