模电 半导体基础知识ppt课件.ppt

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1、作业：按时交，可补交（不批改）。实验：6次，遵守实验室纪律，认真写实验报告。期末考试成绩：期末考试60％＋期中20％＋平时成绩10％+实验10％1绪论电子技术基础数字电子技术基础模拟电子技术基础2一、什么是电子技术？其发展概况如何？1、定义：又名电子学，它是一门研究各种电子器件、电子电路及其应用的学科。是当代发展最迅速的学科之一。2、发展概况：1）真空管或电子管时代…2）晶体管和集成电路时代…3）超导材料、纳米材料…（纳米电子学为十大科技之首）33、电子技术发展简介1）电子器件的发展简介1904年发明了真空二极管1906年发明了真空

2、三极管1912年发明了再生式放大器1917年发明了振荡器和超外差式电路1947年发明了晶体管1960年发明了场效应管42）集成电路发展简介1960年发明了小规模的集成电路（SSI）1964年小规模的MOS集成电路1966年中规模的集成电路（MSI）1969年大规模的集成电路（LSI）1975年超大规模的集成电路（VLSI）5二、本课程的任务、研究内容1、掌握各种功能电路的组成原理及其性能特点，具有集成器件应用的设计能力。2、掌握电子技术的基本理论、基本知识、基本技能，为后续课程打好基础。3、研究内容是电子器件（包括组件）、基本电子电

3、路及其构成的应用系统。4、器件电路应用系统6三、课程的特点与学习方法电子技术基础是一门技术基础课，应有工程的观点，采用工程近似的方法简化实际问题。接近工程实际，认真对待模拟电子技术实验课程，巩固理论知识，掌握基本实验技能7第一章常用半导体器件1.1半导体基础知识1.2半导体二极管1.3三极管1.4场效应管1.5晶闸管1.6集成电路中的元件81概念2半导体分类1.1半导体基础知识9导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料。半导体：另有一类物质的导电特性处于导体

4、和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。10半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。1.掺杂性2.热敏性和光敏性返回11一、本征半导体二、杂质半导体半导体分类12一、本征半导体1、本征半导体的晶体结构2、本征半导体中的两种载流子3、本征半导体中的载流子的浓度131、本征半导体的晶体结构GeSi现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。14在硅和

5、锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。硅和锗的晶体结构：通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。15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16共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使

6、原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+4返回172、本征半导体的导电机理在绝对0度（T=0K）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为0，相当于绝缘体。在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。1.载流子、自由电子和空穴18+4+4+4+4自由电子空穴束缚电子192.本征半导体的导电机理+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正

7、电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。20温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体中电流由两部分组成：1.自由电子移动产生的电流。2.空穴移动产生的电流。（在本征半导体中自由电子和空穴成对出现，同时又不断的复合）返回21二、杂质半导体1、N型半导体2、P型半导体3、PN结（重点）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。

8、其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。22一、N型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷，使其取代晶格中硅原子的位置。返回23+4+4+5+4多余电子磷原子N型半导体中的载流子是什么？1.由磷原子提供的电子，浓度与磷原子相同。