电工电子技术——第04章-2010

《电工电子技术——第04章-2010》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章半导体电路基础教学基本要求理解PN结的单向导电性；了解二极管、稳压管、三极管和MOS场效应管的基本构造、工作原理和主要特性曲线，理解主要参数的意义。分析含有二极管的电路。理解基本放大电路的构成与工作原理,并能进行静态与动态分析;掌握微变等效电路的绘制和分析方法。理解功率放大的概念,了解常见功率放大电路的形式与分析方法.理解负反馈的概念,理解负反馈对放大电路性能的影响,了解反馈类别的判别.主要内容二极管及应用电路三极管及放大电路场效应管放大电路多级放大电路负反馈放大电路差分放大器本章小结二极管及应用电路半导体基本知识半导体二极管二极管的应用本征半导体(1)导电能力介于导体和绝缘体之间的

2、材料称为半导体。最常用的半导体为硅(Si)和锗(Ge)。++SiGe本征半导体(2)(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强本征半导体(3)特点是：原子核最外层的价电子是四个，是四价元素，它们排列成非常整齐的晶格结构。所以半导体又称为晶体。本征半导体——化学成分纯净的半导体。物理结构上呈单晶体形态。本征半导体(4)电子空穴对——由热激发而

3、产生的自由电子和空穴对。自由电子空穴价电子本征半导体(5)价电子与共价键在本征半导体的晶体结构中，每一个原子与相邻的四个原于结合。每一原子的—个价电子与另一原子的一个价电子组成一个电子对。这对价电子是每两个相邻原子共有的，它们把相邻的原子结合在一起，构成所谓共价键的结构。共价键本征半导体(6)硅原子共价键价电子价电子受到激发，形成自由电子并留下空穴。半导体中的自由电子和空穴都能参与导电——半导体具有两种载流子。自由电子和空穴同时产生空穴本征半导体(7)在价电子成为自由电子的同时，在它原来的位置上就出现一个空位，称为空穴。空穴表示该位置缺少一个电子，丢失电子的原子显正电，称为正离子。自由电子

4、又可以回到空穴的位置上，使离子恢复中性，这个过程叫复合。硅原子共价键价电子自由电子与空穴的产生与复合杂质半导体如果在本征半导体中掺入微量的杂质(某种元素)，这将使掺杂后的半导体(杂质半导体)的导电性能大大增强.N型半导体P型半导体N型半导体(1)在硅或锗晶体中掺入磷(或其它五价元素)。在这种半导体中形成了大量自由电子。这种以自由电子导电作为主要导电方式的半导体称为电子型半导体或N型半导体。SiGe+P=N型P+多余电子SiSiSiSiSiSiP特点在N型半导体中电子是多数载流子、空穴是少数载流子。室温情况下，当磷掺杂量在10–6量级时，电子载流子数目将增加几十万倍P型半导体(1)在硅或锗晶

5、体中渗入硼(或其它三价元素)。在半导体中形成了大量空穴，这种以空穴导电作为主要导电方式的半导体称为空穴半导体或P型半导体。SiGe+B=P型SiSiSiSiSiSiB+B空穴掺硼的半导体中，空穴为多数载流子，自由电子是少数载流子，这种半导体称为空穴型半导体或P型半导体一般情况下，掺杂半导体中多数载流子的数量可达到少数载流子的1010倍或更多，电子载流子数目将增加几十万倍。不论是N型半导体还是P型半导体，都只有一种多数载流子。然而整个半导体晶体仍是电中性的。思考题1：N型半导体中的自由电子多于空穴，P型半导体中的空穴多于自由电子，是否N型半导体带负电，P型半导体带正电？PN结及其单向导电性(

6、1)载流子在电场作用下的漂移运动：在电场作用下载流子的运动称为漂移运动。由漂移运动产生的电流为漂移电流。电场E+-eqPN结及其单向导电性(2)如果在半导体中两个区域自由电子和空穴的浓度存在差异，那么载流子将从浓度大的一边向浓度小的一边扩散。PN自由电子空穴扩散扩散由于浓度差引起的载流子运动为扩散运动。相应产生的电流为扩散电流。PN结及其单向导电性(3)空间电荷区P区N区内电场1.多数载流子的扩散运动将形成耗尽层；2.耗尽了载流子的交界处留下不可移动的离子形成空间电荷区；（内电场）3.内电场阻碍了多子的继续扩散。PN结及其单向导电性(4)PN结的形成空间电荷区P区N区对进入空间电荷区的少

7、子，内建电场又将其驱动到对面（漂移运动），在一定温度下，达到动态平衡，形成所谓PN结。这时的扩散电流等于漂移电流。PN结中没有净电流流动。漂移漂移空间电荷区的叫法很多，有叫耗尽区的，也有叫阻挡层的。扩散与漂移的动态平衡形成了PN结P型N型++--EPN结PNPN结及其单向导电性(5)当外加电场加入后，如果外电场方向与内电场方向一致(即，外加电压正端接N区,负端接P区)，EUPN结加反向偏压，不导电（截止）内建电场得到加强