修改过模拟电路与数字电路(第2版)课件集：第2章_半导体器件基础.ppt

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1、第2章半导体器件基础半导体器件是构成各种电路的基础FoundationofsemiconductordevicesSemiconductordevicesisthefoundationtoformallkindsofcircuit第2章半导体器件基础2.1半导体的基本知识2.2晶体二极管2.3半导体三极管2.4场效应管2.1半导体的基本知识导电能力介于导体与绝缘体之间半导体特性：掺杂、光敏、热敏Conductor,insulator,semiconductordopingphotosensitivethermosensit

2、ive2.1.1本征半导体2.1.2杂质半导体2.1.3PN结及其单向导电性2.1.1本征半导体intrinsicsemiconductor本征半导体:纯净的半导体intrinsicsemiconductor载流子:自由运动的带电粒子carriers共价键:相邻原子共有价电子所形成的束缚两种载流子:电子electron、空穴hole硅(锗)的原子结构简化模型惯性核硅(锗)的共价键结构价电子自由电子(束缚电子)空穴空穴空穴可在共价键内移动atomicstructuresilicongermaniumvalenceelectr

3、onboundelectronInertianucleusCovalentbond本征激发：复合：自由电子和空穴在运动中相遇重新结合成对消失的过程。在室温或光照下价电子获得足够能量摆脱共价键的束缚成为自由电子，并在共价键中留下一个空位(空穴)的过程。intrinsicexcitationrecombination本征半导体中：外界条件不变时，本征激发和复合将相对平衡，使本征半导体的载流子浓度稳定。intrinsicsemiconductor两种载流子电子(带负电)空穴(带正电)两种运动本征激发复合结论：1.本征半导体中电子

4、空穴成对出现，且数量少；2.半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电；3.本征半导体导电能力弱，并与温度有关。positiveelectricitynegativeelectricity2.1.2杂质半导体1.N型半导体+5+4+4+4+4+4磷原子(施主原子)自由电子电子为多子空穴为少子载流子数电子数impuritysemiconductormajoritycarrierminoritycarrier+3+4+4+4+4+4硼原子(受主杂质)空穴空穴—多子电子—少子载流子数空穴数2.P型半导体2.1.3PN结及其单向导

5、电性1.PN结(PNJunction)的形成载流子的浓度差引起多子的扩散多子复合使交界面形成空间电荷区(耗尽层)空间电荷区特点:几乎无载流子，内建电场阻止多子扩散进行，利于少子的漂移。内建电场P区N区unilateralconductivitydifferentialconcentrationmakesthemajoritycarrierstodiffusebuilt-inelectricfielddepletionlayerspacechargeregioninterface1.PN结(PNJunction)的形成内建电

6、场P区N区载流子的浓度差引起多子的扩散，多子复合使交界面形成内电场，内电场使促进少子漂移。漂移：drifting自由电子和空穴在电场作用下的定向运动。扩散和漂移达到动态平衡，空间电荷区宽度稳定，形成PN结。P区N区内电场外电场外电场使多子向PN结移动,中和部分离子，使空间电荷区变窄。IF限流电阻扩散运动加强形成正向电流IFIFI多子2.PN结的单向导电性(1)外加正向电压(正向偏置)—forwardbias(2)外加反向电压(反向偏置)—reversebiasP区N区内电场外电场外电场使多子背离PN结移动,空间电荷区变宽

7、。IRPN结的单向导电性：正偏导通，呈小电阻，电流较大;反偏截止，电阻很大，电流近似为零。漂移运动加强形成反向电流IRIR=I少子02.2.1晶体二极管的结构、符号、类型2.2晶体二极管Diode2.2.2晶体二极管的伏安特性2.2.3晶体二极管的主要参数2.2.4晶体二极管的温度特性2.2.5晶体二极管的应用2.2.6稳压、发光、光电、变容二极管简介2.2.1晶体二极管的结构、符号、类型Structuresymboltype构成：PN结+引线+管壳=二极管(Diode)符号：A(anode)C(cathode)分类：按

8、材料分硅二极管锗二极管按结构分点接触型面接触型平面型点接触型正极引线触丝N型锗片外壳负极引线负极引线面接触型N型锗PN结正极引线铝合金小球底座金锑合金正极引线负极引线集成电路中平面型PNP型支持衬底point-contactSurface-contact二极管的伏安特性OuD/ViD/mA正向特性U