《晶体管原理》PPT课件(I)

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1、《低频电子线路》山东大学信息科学与工程学院刘志军8/9/20211《低频电子线路》章节小结对前面学过的两章进行小结8/9/20212《低频电子线路》课程性质专业（技术）基础课（平台课、主干课）硬件内容实践性（应用、务实）8/9/20213《低频电子线路》学习思路过“三关”器件关（“管”为“路”用），外特性（管子参数、特性曲线），近似模型；电路关（电路结构、电路原理、近似分析、工程估算）应用关（实际应用、动手能力、加强实践）8/9/20214《低频电子线路》分立与集成的关系讲原理（分立）讲应用（集成）8/9

2、/20215《低频电子线路》学习方法和基本要求“三基”基本概念（关键词：术语和专用名词）基本原理（电路分析：单元电路、综合电路）基本应用（实践锻炼：实验、维修、设计）8/9/20216《低频电子线路》掌握和提高的两个阶段分析（初级要求）：打好基础，练好基本功（识图、分析、应用）综合（高级要求）：学习设计：课程设计、毕业设计、CAD、EDA。8/9/20217《低频电子线路》第一章半导体与集成电路器件这一章讲器件主要是概念8/9/20218《低频电子线路》1、半导体特性物质按导电性能分类导体半导体绝缘体8/

3、9/20219《低频电子线路》半导体性能三大特性掺杂特性热敏特性光敏特性8/9/202110《低频电子线路》半导体材料硅(Si)锗（Ge)复合材料8/9/202111《低频电子线路》半导体材料制作拉多晶---拉单晶----切片----晶元（晶片）（5英寸、8英寸、10英寸）----清洗----研磨----光刻（版图、掩膜、制版）-----扩散----腐蚀-----清洗-----压引线----封装---测试-----热老化-----成品------出厂8/9/202112《低频电子线路》半导体工艺烧结工艺扩

4、散工艺离子注入工艺8/9/202113《低频电子线路》半导体结构的描述两种理论体系共价键结构能级能带结构8/9/202114《低频电子线路》两种载流子的理论导体，一种载流子（自由电子）半导体，两种载流子（自由电子、空穴）8/9/202115《低频电子线路》本征半导体指纯净的晶格完整的半导体是制作管子的基材。8/9/202116《低频电子线路》本征激发与复合本征激发（光照、加温度），自由电子和空穴成对产生。复合时又成对消失（湮灭）8/9/202117《低频电子线路》本征激发与复合一分为二本征激发复合合二为一

5、8/9/202118《低频电子线路》杂质半导体本征半导体掺杂形成杂质半导体（可应用）。掺入五价元素，形成N型半导体掺入三价元素，形成P型半导体8/9/202119《低频电子线路》杂质半导体的两种载流子N型半导体：多子自由电子，少子空穴。P型半导体：多子空穴少子自由电子故称为“双极型器件”8/9/202120《低频电子线路》本征半导体导电能力本征（热平衡）载流子浓度Ni=pi=AT3/2e-Ego/2kT其中：Ni-----自由电子浓度；Pi---------空穴浓度；A----与材料有关的常数；T----

6、----热力学温度；Ego-----T=0K时禁带宽度；K---波尔兹曼常数T---绝对温度8/9/202121《低频电子线路》电中性N型半导体自由电子数=空穴数+施主杂质数P型半导体空穴数=自由电子数+受主杂质数8/9/202122《低频电子线路》N型半导体的载流子浓度满足热平衡条件，对外呈电中性。Nn·Pn=ni2其中：Nn为多子,Pn为少子ni2为本征半导体浓度8/9/202123《低频电子线路》P型半导体的载流子浓度满足热平衡条件，对外呈电中性。Pp·nP=ni2其中pP为多子,np为少子ni2为

7、本征半导体浓度8/9/202124《低频电子线路》多子浓度N型nn=pn+Nd∴nn≈NdP型PP=nP+Na∴PP≈Na以上说明杂质半导体性质取决于掺杂8/9/202125《低频电子线路》少子浓度N型半导体少子浓度pn=ni2/nn≈ni2/Nd其中nn≈Nd（施主杂质浓度）P型半导体少子浓度nP=ni2/PP≈ni2/Na其中Pp≈Na（受主杂质浓度）8/9/202126《低频电子线路》以上得出结论杂质半导体少子浓度主要由本征激发（Ni2）决定（和温度有关）。杂质半导体多子浓度由搀杂浓度（Nd或Na）

8、决定（是制管子时固定形成的）。8/9/202127《低频电子线路》半导体中有两种电流漂移电流扩散电流8/9/202128《低频电子线路》2、PN结与二极管PN结又称为空间电荷区耗尽层自建电场、势垒区、阻挡层。PN结很窄（几个到几十个m)8/9/202129《低频电子线路》PN结的形成三步曲：扩散运动（浓度梯度引起）漂移运动（内建电场引起）动态平衡（两者相等，PN结形成）8/9/202130《低频电子线路》两种PN结对称结（P