第1讲半导体器件ppt课件.ppt

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1、1.1PN结1.2晶体二极管1.3特殊二极管1.4晶体三极管1.5基本放大电路1.6微变等效电路法1.7多级放大器及频率特性1.8光电耦合器1.9场效应晶体管放大电路1.10VMOS管介绍第1章基本电压放大电路在自然界中存在着许多不同的物质，根据其导电性能的不同大体可分为导体、绝缘体和半导体三大类。通常将很容易导电、电阻率小于10-4Ω·cm的物质，称为导体，例如铜、铝、银等金属材料;将很难导电、电阻率大于1010Ω·cm的物质，称为绝缘体，例如塑料、橡胶、陶瓷等材料;将导电能力介于导体和绝缘体之间、电阻率在10-3~109Ω·

2、cm范围内的物质，称为半导体。常用的半导体材料是硅（Si)和锗(Ge)。1.1PN结1.1PN结用半导体材料制作电子元器件，不是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而是由于其导电能力会随着温度的变化、光照或掺入杂质的多少发生显著的变化，这就是半导体的热敏特性、光敏特性和掺杂特性。例如，纯净的半导体硅，当温度从30℃升高到40℃时，电阻率减小一半；而金属导体铜，当温度从30℃升高到100℃时，电阻率的增加还不到1倍。又如，纯净硅在室温时的电阻率为2.14×105Ω·cm，如果在纯净硅中掺入百万分之一浓度的磷原子，此时硅的纯度仍可

3、高达99.9999％，但它的电阻率却下降到0.2Ω·cm，几乎减少到原来的百万分之一。可见，当半导体受热或掺入杂质后，导电性能会发生变化。人们利用半导体的热敏特性和光敏特性可制作各种热敏元件和光敏元件，利用掺杂特性制成的PＮ结是各种半导体器件的主要组成部分半导体的特点半导体主要三大特点：1．热敏性。温度升高，半导体的导电能力大大增加，即半导体具有负的温度系数。2．光敏性。光照加强，半导体的导电能力大大增加。3．掺杂性。在纯净的半导体中，掺入微量的杂质，半导体的导电能力成百万倍的增加1.1.1本征半导体现代电子学中，用的最多的半导

4、体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。Si硅原子Ge锗原子硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。本征半导体的导电能力很弱。1.1.2杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。N型半导体（主要载流子为电子，电子半导体）P型半导体（主要载流子为空穴，空穴半导体）N型半导体多余电子磷原子硅原子+N型硅表示SiPSiSi硅或锗+少量磷N型半导体空穴P型半导体硼原子P型硅表示SiSiSiB硅原子空穴被认

5、为带一个单位的正电荷，并且可以移动硅或锗+少量硼P型半导体杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体1.1.3.1PN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。1.1.3PN结的及其单向导电性P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动空间电荷区PN结处载流子的运动扩散

6、的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电荷区越宽。漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场EPN结处载流子的运动内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场EPN结处载流子的运动所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。1.1.3.2

7、PN结的单向导电性PN结加上正向电压、正向偏置的意思都是：P区加正、N区加负电压。PN结加上反向电压、反向偏置的意思都是：P区加负、N区加正电压。PN结正向偏置－－－－++++内电场减弱，使扩散加强，扩散飘移，正向电流大空间电荷区变薄PN+_正向电流PN结反向偏置－－－－++++空间电荷区变厚NP+_++++－－－－内电场加强，使扩散停止，有少量飘移，反向电流很小反向饱和电流很小，A级1.2晶体二极管(1)、基本结构PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。PNPN符号阳极阴极根据制造二极管的材料分，可分为：硅二极管、锗二极

8、管等。根据二极管的结构分，可分为：点接触型二极管、面接触型二极管等。根据用途可分为：稳压二极管、整流二极管、检波二极管、开关二极管等。（4）二极管的分类二极管按结构分三大类：(1)点接触型二极管PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。(3)平面型二极管