模电基本元器件.ppt

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1、模拟电子技术模拟电子技术学习本门课程有什么作用？1、掌握常用仪器的使用，比如示波器、信号发生器等。2、能利用所给元器件制作电子产品，如中波广播收音机3、为电路设计打好基础。比如参加全国电子设计大赛做准备，模电是很重要的取胜砝码。4、为将来的进一步学习打下扎实的基础。1）牢固掌握三基（基本概念、基本电路、基本分析方法）；2）逐步树立工程观点；*3）引入CAA、CAD技术——运用pspice、multisim分析电子线路4）重视实验1.基本内容的处理原则：学习的基本方法：电子器件——管——掌握外特性基

2、本电路——路——课程重点应用电路——用——广泛了解原则：三者结合，管为路用，以路为主。2.注意点：什么是模拟电路？它与数字电路的区别是什么？1.模拟电路是处理模拟信号的电子电路，如：放大电路、滤波电路、电压/电流变换电路等。2.数字电路是处理数字信号的电路。那么，什么是模拟信号？什么又是数字信号呢？项目一半导体器件的认识1.1半导体的基本知识1.2半导体二极管1.3半导体三极管1.1半导体的基本知识在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。典型的半导体是硅Si和锗Ge，它

3、们都是4价元素。硅原子锗原子硅和锗最外层轨道上的四个电子称为价电子。1.1半导体的基本知识一、半导体的特点1.热敏性2.光敏性3.掺杂性温度、光照、是否掺入杂质元素这三方面对半导体导电性能强弱影响很大。当半导体温度升高、光照加强、掺入杂质元素，其导电能力将大大增强。本征半导体的共价键结构束缚电子在绝对温度T=0K时，所有的价电子都被共价键紧紧束缚在共价键中，不会成为自由电子，因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。一.本征半导体本征半导体——化学成分纯净的半导体晶体。制造半导体器件的半导体材料的

4、纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。半导体基础知识本征激发和两种载流子1）本征激发共价键T=0K无载流子束缚价电子部分价电子自由电子光、热作用摆脱共价键{获得足够能量空位—称空穴本征激发：指半导体在加热或光照作用下，产生电子—空穴对的现象。这一现象称为本征激发，也称热激发。当温度升高或受到光的照射时，束缚电子能量增高，有的电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，称为空

5、穴。可见本征激发同时产生电子空穴对。外加能量越高（温度越高），产生的电子空穴对越多。动画演示与本征激发相反的现象——复合在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达到动态平衡。电子空穴对的浓度一定。常温300K时：电子空穴对的浓度硅：锗：自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴电子空穴对半导体基础知识2）载流子电场作用自由电子定向运动形成电子电流电场作用空穴填补空穴的价电子作定向运动形成空穴电流两种载流子：带负电荷的自由电子电场电子电流极性相反电流方向同带正电荷的空穴空穴电流运动方向相反自由电

6、子带负电荷电子流动画演示+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子E＋－＋总电流载流子空穴带正电荷空穴流本征半导体的导电性取决于外加能量：温度变化，导电性变化；光照变化，导电性变化。导电机制思考下：本征半导体基本不导电，那么如何让半导体导电呢？二.杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体称为杂质半导体。1.N型半导体在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，砷等，称为N型半导体。N型半导体多余电子磷原子硅原子多数载流子——自由电子少数载流子——空穴++++++++++++N型半导体施

7、主离子自由电子电子空穴对在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。空穴硼原子硅原子多数载流子——空穴少数载流子——自由电子－－－－－－－－－－－－P型半导体受主离子空穴电子空穴对2.P型半导体杂质半导体的示意图++++++++++++N型半导体多子—电子少子—空穴－－－－－－－－－－－－P型半导体多子—空穴少子—电子少子浓度——与温度有关多子浓度——与温度无关半导体基础知识PN结将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面就形成PN结。1.PN结的形成漂移运动：载流子在电场作用下的

8、定向运动。扩散运动：由于浓度差引起的非平衡载流子的运动。内电场E因多子浓度差形成内电场多子的扩散空间电荷区阻止多子扩散，促使少子漂移。PN结合空间电荷区多子扩散电流少子漂移电流耗尽层三.PN结及其单向导电性1.PN结的形成动画演示少子飘移补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E多子扩散又失去多子，耗尽层宽，E内电场E多子扩散电流少子漂移电流耗尽层动态平衡：扩散电流＝漂移电流总电流＝0势垒UO硅0.5V锗0.1V2.PN结的单向导电性(1)加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负