《极管和晶体管》PPT课件

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1、电工学—电子技术授课教师：章伟Email：wzhang@sues.edu.cn对电的研究分类及电工学作用电子——研究电子器件生产发展及应用的学科电力——研究电力生产发展及应用的学科无线电——研究通信、遥控、导航等电路技术的学科从“三电”的共同性基本规律与相应关系出发，研究电与磁的基本规律与分析方法的科学称为电工学。它是一门专业技术基础课，为今后专业技术课打下理论基础，并培养实践能力。电子元件发展过程爱迪生发明电灯灯丝可发射出电子1904年，弗莱明发明二极管1907年，三极管——真空管电子元件发展过程四极管、五极管金属外壳取代玻璃外壳二次大战后，

2、半导体技术的进步，电子技术得到了令人类生活翻天覆地的发展1948年，贝尔实验室发明晶体管电子元件发展过程1958年，美国人提出了用半导体制作全部电路的集成电路化方案硅谷崛起1961年，得克萨斯仪器公司批量生产集成电路课程要求平时成绩30％：上课出勤、回答问题、课间作业答题要求：画电路图、务必弄懂公式和计算过程不能省略第10章半导体器件10.3半导体二极管10.4半导体三极管10.2PN结10.1半导体的导电特性思考题什么是半导体？半导体有什么特点？为什么具有这些特点？10.1半导体的导电特性半导体的导电特性：(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。

3、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10.1.1本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。SiSiSiSi价电子SiSiSiSi价电子价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共

4、价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。空穴温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。本征半导体的导电机理当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流(1)自由电子作定向运动电子电流(2)价电子递补空穴空穴电流注意：(1)本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；(2)温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。自由电子

5、和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。10.1.2N型半导体和P型半导体掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。掺入五价元素SiSiSiSip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。动画演示10.1.2N型半导体和P型半导体掺杂后空穴数目大量增加，空穴导

6、电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或P型半导体。掺入三价元素SiSiSiSi在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。B–硼原子接受一个电子变为负离子空穴无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。动画演示1.在杂质半导体中多子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。2.在杂质半导体中少子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。3.当温度升高时，少子的数量（a.减少、b.不变、c.增多）。abc4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是，N型半导体中的电流主要是。（a.电子电流、b.空穴电流）ba10.2PN结1

7、0.2.1PN结的形成多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区也称PN结扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空间电荷区动画演示10.2.2PN结的单向导电性1.PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄P接正、N接负外电场IF内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。PN结加正向电压时，PN结变窄，正向

8、电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–动画演示2.PN结加