模拟电子技术课件

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1、模拟电子技术课件本文由lingh1581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。第一章常用半导体器件本章目录1.11.21.31.41.5半导体基本知识PN结的形成及特性结的形成及特性半导体二极管双极性三极管场效应管1.1半导体基础知识半导体概念：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。概念：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。和锗(Ge)。大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)。＋14284＋3228184+4+4简化模型Si

2、Ge1.1.1本征半导体概念：纯净的、具有晶体结构的半导体。概念：纯净的、具有晶体结构的半导体。+4共价键+4+4价电子+4+4+4+4+4+4半导体不导电，如同绝缘体。当温度T=0K时，半导体不导电，如同绝缘体。若T↑，本征激发将有少数价电子克服共价键的束缚成为自+4空穴+4复合+4+4+4自由电子+4由电子，在原来的共价键中留下一个空位，留下一个空位，成为空穴。空穴可看成带正电的载流子。载流子。载流子：运载电荷的粒子。载流子：运载电荷的粒子。+4+4+4自由电子（带负电）自由电子（带负电）空穴（带正电）空穴（带正电）本征半导体相

3、关结论：本征半导体相关结论：（1）本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，）本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，空穴对。称为电子-空穴对。（2）由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产）由于物质的运动，生又不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动会生又不断的复合。在一定的温度下，达到平衡，载流子的浓度就一定了。达到平衡，载流子的浓度就一定了。自由电子和空穴的浓度相等自由电子和空穴的浓度相等。（3）载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的）载流子的浓度与温度密切相关，升高，基本按指数规律增加。升高，基本按指数规律增加。常温下，

4、本征半导体导电能力差。常温下，本征半导体导电能力差。导电能力差1.1.2杂质半导体杂质半导体N型半导体P型半导体1、N型半导体(电子型半导体、电子型半导体)电子型半导体杂质元素，在硅或锗的晶体中掺入少量的+5价杂质元素，如磷、锑、砷等。杂质原子最外层5个价电子。杂质原子最外层个价电子。个价电子电子型半导体自由电子浓度远大于空穴的浓度+4+4+4多数载流子——自由电子自由电子自由电子多数载流子少数载流子——空穴少数载流子+4+5+4+4施主原子+4+4+4N型半导体的表示方法型半导体的表示方法图1.1.4N型半导体的晶体结构2、P型半

5、导体、空穴型半导体杂质元素，在硅或锗的晶体中掺入少量的3价杂质元素，如铟等，型半导体。硼、镓、铟等，即构成P型半导体。+4+4空穴+4+4+3受主原子+4+4空穴浓度远大于自由电子的浓度多数载流子——空穴空穴多数载流子少数载流子——自由电子少数载流子自由电子P型半导体的表示方法型半导体的表示方法+4+4+4图1.1.5P型半导体的晶体结构说明：说明：1.多数载流子浓度取决于掺入杂质的浓度；多数载流子浓度取决于掺入杂质的浓度；取决于掺入杂质的浓度少数载流子的浓度取决于温度。取决于温度少数载流子的浓度取决于温度。2.杂质半导体载流子的数

6、目要远远高于本征杂质半导体载流子的数目载流子的数目要远远高于本征半导体，因而其导电能力大大改善。半导体，因而其导电能力大大改善。3.杂质半导体总体上保持电中性。杂质半导体总体上保持电中性。1.2PN结结型半导体，在一块半导体单晶上一侧掺杂成为P型半导体，型半导体，另一侧掺杂成为N型半导体，两个区域的交界处就形成了一个特殊的薄层，成了一个特殊的薄层，称为PN结。PPN结结N1.2.1PN结的形成P耗尽层空间电荷区N内电场多子扩散运动内电场复合消失阻止多子扩散有利少子漂移空间电荷区（耗尽层）空间电荷区（耗尽层）动态平衡，形成结动态平衡，

7、形成PN结1.2.2PN结的单向导电性1、加正向电压P空间电荷区空间电荷区变窄，空间电荷区变窄，有利于扩散运动，于扩散运动，电路中有较大的正向电流。较大的正向电流。NIV内电场外电场R2、加反向电压、P空间电荷区NIS内电场外电场VR少子形成反向电流。当其不再随外电压增大时，称为反少子形成反向电流。当其不再随外电压增大时，称为反向饱和电流（很小，随温度升高，将增大。向饱和电流（IS）。IS很小，随温度升高，IS将增大。由上可见：由上可见：偏置时，当PN结正向偏置时，呈现低电阻，回路中将产结正向偏置时呈现低电阻，正向扩散电流结处于（低

8、阻）生较大的正向扩散电流，生较大的正向扩散电流，PN结处于（低阻）导通状态；偏置时，当PN结反向偏置时，呈现高电阻，回路中的反向结反向偏置时呈现高电阻，回路中的反向漂移电流非常小，几乎为零，结处于（高阻）漂移电流非常小，几乎为零，PN