模拟电子技术基础简明教程(第三版)ppt

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1、模拟电子技术基础简明教程(第三版)ppt本文由xue890804贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第一章半导体器件1.11.21.31.4半导体的特性半导体二极管双极型三极管(双极型三极管(BJT))场效应三极管第一节半导体的特性本征半导体杂质半导体一、本征半导体(intrinsicsemiconductor)本征半导体(intrinsic1.半导体半导体(semiconductor)半导体的定义：半导体的定义：将导电能力介于导体和绝缘体之间的一大类物质统称为半导体半导体

2、。质统称为半导体。+4+4价电子+4大多数半导体器件所用主要材料是硅和锗在硅(或锗的晶体中在硅或锗)的晶体中或锗的晶体中,+4+4+4原子在空间排列成规则的晶格。原子在空间排列成规则的晶格。+4+4+4共价键covalent共价键covalentbond晶体中的价电子与共价键2.本征半导体(intrinsicsemiconductors)本征半导体(semiconductors)纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。本征半导体在本征半导体中，由于晶体中共价键的结合力很强，在本征半导体

3、中，由于晶体中共价键的结合力很强，在热力学温度零度（在热力学温度零度（即T=0K）时，价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚，价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚，晶体中不存在能够导电的载流子，晶体中不存在能够导电的载流子，半导体不能导电，如同绝缘体一样。绝缘体一样半导体不能导电，如同绝缘体一样。本征半导体中的载流子如果温度升高，如果温度升高，少数价电子将挣脱共价键束缚成为自由电子。少数价电子将挣脱共价键束缚成为自由电子。自由电子在原来的共价键位置留下一个空位，留下一个空位，称之为空穴。称之为空穴。空穴带正电的空穴+4+4+4+4

4、+4+4hole带负电的自由电子+4+4+4freeelectron半导体中存在两种载流子：半导体中存在两种载流子：带负电的自由电子和带正电的空穴带负电的自由电子和带正电的空穴。自由电子和带正电的空穴。在本征半导体中，在本征半导体中，+4+4+4两种载流子总是成对出现称为电子–空穴对+4+4+4两种载流子浓度相等电子–空穴对+4在一定温度下电子空穴对的在一定温度下电子–空穴对的产生和复合达到动态平衡。产生和复合达到动态平衡。+4+4本征载流子的浓度对温度十分敏感二、杂质半导体在本征半导体中掺入某种特定的杂质，就成为杂质半导体

5、。杂质半导体。在本征半导体中掺入某种特定的杂质，就成为杂质半导体1.N型（或电子型）半导体(N-typesemiconductor)N型或电子型）(N在4价的硅或锗中掺入少量的5价杂质元素，价的硅或锗中掺入少量的5杂质元素，则原来晶格中的某些硅原子将被杂质原子代替。将被杂质原子代替。杂质原子与周围四个硅原子组成共价键时多余一个电子。价键时多余一个电子。这个电子只受自身原子核吸引，电子只受自身原子核吸引，在室温下可成为自由电子自由电子。在室温下可成为自由电子。+4+4+4+4+5+4+4+4+4自由电子失去自由电子的杂质原子固

6、定在晶格上不能移动，失去自由电子的杂质原子固定在晶格上不能移动，并带有正电荷，称为正离子。并带有正电荷，称为正离子。在这种杂质半导体中，在这种杂质半导体中，电子的浓度大大高于空穴的浓度。的浓度。因主要依靠电子导电，因主要依靠电子导电，故称为电子型半导体。故称为电子型半导体。多数载流子majoritycarrier+4+4+4+4+4+4+4+5+45价的杂质原子可以提供电子，价的杂质原子可以提供电子，所以称为施主原子施主原子。所以称为施主原子。少数载流子minoritycarrier2.P型半导体(P-typesemicon

7、ductor)P型半导体型半导体(P在硅或锗晶体中掺入少量的3杂质元素，在硅或锗晶体中掺入少量的3价杂质元素，当它与周围的硅原子组成共当它与周围的硅原子组成共价键时，将缺少一个价电子，价键时，将缺少一个价电子，产生了一个空位空位。产生了一个空位。空位为电中性。空位为电中性。+4+3+4+4+4+4空位+4+4+4硅原子外层电子由于热运动填补此空位时，硅原子外层电子由于热运动填补此空位时，杂质原子成为负离子，杂质原子成为负离子，+4+4少数载流子+4硅原子的共价键中产生一个空穴。硅原子的共价键中产生一个空穴。空穴在室温下仍有电

8、子空穴对在室温下仍有电子–空穴对的产生和复合。的产生和复合。在这种杂质半导体中，空在这种杂质半导体中，穴的浓度远高于自由电子的浓度。的浓度。空穴+4+4+4+4+3+4P型半导体主要依靠空穴导电，所以又称为空穴型半导体主要依靠空穴导电，型半导体。价的杂质原子产生多余的空穴，型半导体。3价的