浙大模电课件.ppt

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1、集成电子技术基础教程第一篇电子器件基础与《电路原理》课程接轨首先从常用电路元件（如开关、电阻、电源等）的伏安特性开始，逐步引入电子器件的伏安特性，从理想的元器件到实际的实物器件。然后用《电路原理》课程中学到的分析、处理、计算电路的方法具体应用到电子电路上来。掌握电子电路的特殊情况如一个非理想的器件是有电参数要求的（温度，电流、电压、功率容量，特性的非线性，使用频率高低、误差大小等等）。本篇目的电路：是由若干电气元件相互连接构成的电流通路。功能：是处理电能与电信号（转换、传输、产生、存储）的。电子电路：局限于由电子元器件连接成

2、的电路，功能实现电信号的处理（放大、转换、传输、产生、存储）。所以，电子技术是电路原理课程的延伸，它必定用电路原理课程中的概念，手段和方法来处理电子电路中的一切问题。只要把电子技术中的一些特殊性掌握好，学习电子技术课程就迎刃而解了。电子技术发展简述分类方式发展趋势课程内容模拟信号数字信号电子技术方面的专业基础课程；主要研究半导体器件及其电路的性能、分析方法和应用；第一篇、第二篇；学习特点及要求：注重理论的规律性及分析方法、注重实践动手能力。成绩评定、参考文献。1.1.0概述基本电子器件无源器件：分立（DISCRETE）半导体器

3、件电阻/电容/电感二极管/三极管/场效应管电子器件的基本电气特性电压特性电流特性速度特性伏安特性（V-I）1.1.1常用电路元件的伏安特性开关的V-I特性安全工作区：过压/过流/过热线性电阻的V-I特性安全工作区：过压/过流/过热指标特性：线性性/T特性电压/流源的V-I特性电压/流源的V-I特性**所有源都有一定的内阻（能量有限）**受控电流源电流控制电流源、电压控制电流源1.2.1半导体材料与PN结一、半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质；导电能力可变（受温度、掺杂浓度、光照等影响）；自然界中的半导体材料：硅（Si）、

4、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）。电子技术发展到今天这样的水平，首先要归功于半导体材料的发现和半导体器件制造工艺的不断完善。无论是制造单个半导体器件，还是制造大规模集成电路，都需要用半导体材料作为芯片，并且都以PN结作为器件的核心。导体绝缘体半导体二、半导体分类本征半导体（不含任何杂质的半导体）原子结构图简化模型价电子共价键、价电子热（本征）激发：电子、空穴对载流子空穴和电子浓度温度特性热力学温度零度和无外界能量激发的条件下：本征半导体=绝缘体复合杂质半导体（掺入杂质的半导体）N型半导体掺5价元素（磷、砷等）多子（施主原子

5、）：电子少（数载流子）子：空穴P型半导体掺3价元素（硼、镓等）多子（受主原子）：空穴少（数载流子）子：电子杂质半导体特性少子浓度取决于本征激发/复合；多子浓度取决于掺杂。导电能力由多子浓度决定。两种载流子的浓度之积为常数，与掺杂程度无关。（说明在半导体中，掺入杂质越多，少子越少。）载流子的定向运动漂移运动外电场作用下的定向运动；空穴顺电场方向运动，电子逆电场方向运动；扩散运动半导体内部载流子浓度差引起的定向运动；载流子由浓度高的区域向浓度低的区域扩散。三、PN结PN结形成的前提两种不同类型的杂质半导体组合，则在交界面附

6、近形成空间电荷层，称为PN结。PN结形成的步骤N区和P区存在着多数载流子的浓度差，产生扩散运动；形成了空间电荷层和内电场；内电场阻碍多子的扩散运动，有利于少子的漂移运动；扩散运动、漂移运动达到动态平衡。PN结的其它名词定义空间电荷层（正负离子）阻挡层（多子）耗尽层（载流子）势垒区（势能）不对称PN结PN结的单向导电性外加正向电压外电场与内电场方向相反；多子扩散运动增强，少子漂移运动可忽略；PN结变窄，内电场下降；正向电流≈扩散电流；对外呈现低阻；外电流的外控作用强，温控作用弱。外加反向电压外电场与内电场方向相同；多子扩

7、散运动大大减少，少子漂移运动占优；PN结变厚，内电场增强；正向电流≈漂移电流；对外呈现高阻；外电流的温控作用强。PN结具单向导电性常温下：T=300K，VT=26mvPN结的伏安特性正向特性反向特性温度对伏安特性的影响反偏电压超过反向击穿电压VBR；反向电流将急剧增大；反向电压值VZ却增加很少；反向电流的增加不加以限制，PN结将迅速烧坏；PN结的击穿特性雪崩击穿（AvalancheBreakdown）；齐纳击穿（ZenerBreakdown）；击穿反向电压的温度特性。1.2.2半导体二极管1.1.2半导体二级管的伏安特性及

8、其模型半导体二极管简称二极管；由一个PN结加上相应的电极引线和管壳封装而成；电路符号：按结构分类：点接触型、面接触型、平面型；按材料分类：锗二极管、硅二极管。死区恒压区*截止区反向击穿区二极管的伏安特性常温下：T=300K，VT=26mv温度特性截止：二极管反