常见模拟电路分析new

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1、第一专题　半导体器件的基础知识第一专题　半导体器件的基础知识7.1半导体二极管半导体基础知识导体：自然界中很容易导电的物质，例如金属。绝缘体：电阻率很高的物质，几乎不导电，如橡皮、陶瓷、塑料和石英等。半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间的物质，例如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等半导体的特点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。1.本征半导体GeSi本征半导体的导电机理纯净的半导体。如：硅和锗最外层四个价电子共价键结构+4+4+4+4共价键

2、共用电子对+4表示除去价电子后的原子共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+4在热或光激发下，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。+4+4+4+4空穴束缚电子自由电子在其它力的作用下，空穴吸引临近的电子来填补，这样的

3、结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是带正电的载流子。+4+4+4+4自由电子或空穴的运动形成电流因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。温度越高载流子的浓度越高本征半导体的导电能力越强。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。归纳2.杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量杂质，使杂质半导体某种载流子浓度大大增加。+4+4+5+41）N型半导体多余电子磷原子在硅或锗晶

4、体（四价）中掺入少量的五价元素磷，使自由电子浓度大大增加。多数载流子（多子）：电子。取决于掺杂浓度；少数载流子（少子）：空穴。取决于温度。2）P型半导体在硅或锗晶体（四价）中掺入少量的三价元素硼，使空穴浓度大大增加。多数载流子（多子）：空穴。取决于掺杂浓度；少数载流子（少子）：电子。取决于温度。+4+4+3+4空穴硼原子归纳3、杂质半导体中起导电作用的主要是多子。4、N型半导体中电子是多子，空穴是少子；P型半导体中空穴是多子，电子是少子。1、杂质半导体中两种载流子浓度不同，分为多数载流子和少数载流子（简称多

5、子、少子）。2、杂质半导体中多数载流子的数量取决于掺杂浓度，少数载流子的数量取决于温度。◆◆◆◆杂质半导体的导电机理杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++空间电荷区N区P区一、PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。7.1.1PN结及其单向

6、导电性浓度差多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区形成内电场内电场阻止多子扩散，促使少子漂移多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡PN结正向偏置－－－－++++内电场外电场变薄PN+_I正二、PN结的单向导电性导通PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_I反截止7.1.2半导体二极管的基本结构一、基本结构PN结+管壳和引线PN阳极阴极符号：D分类：点接触型面接触型平面型1.1.1什么是半导体2．载流子：半导体中，携带电荷参与导电的粒子。自由电子：带负电荷空穴：带与自由电子等量的正电荷均可运

7、载电荷——载流子特性：在外电场作用下，载流子都可以做定向移动，形成电流。1．半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间,且随着掺入杂质、输入电压（电流）、温度和光照条件的不同而发生很大变化，人们把这一类物质称为半导体。1.1　半导体二极管3．N型半导体：主要靠电子导电的半导体。即：电子是多数载流子，空穴是少数载流子。4．P型半导体：主要靠空穴导电的半导体。1.1.2　PN结即：电子是多数载流子，空穴是少数载流子。PN结：经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面就会出现一

8、个特殊的接触面，称为PN结。PN结具有单向导电特性。1.1　半导体二极管（1）正向导通：电源正极接P型半导体，负极接N型半导体，电流大。（2）反向截止：电源正极接N型半导体，负极接P型半导体，电流小。结论：PN结加正向电压时导通，加反向电压时截止，这种特性称为PN结的单向导电性。1.1　半导体二极管如果反向电流未超过允许值，反向电压撤除后，PN结仍能恢复单向导电性。反向击穿：PN结两端外加的反向电压增加到一定值时