半导体的基本知识与PN结ppt课件.ppt

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1、电子技术基础电子技术基础感谢大家前来参加本课程的学习1、掌握半导体二极管及直流电源电路的基本概念目的2、掌握数字电路的基本概念和简单计算21、半导体的基本知识与PN结主要内容2、半导体二极管的基本应用电路3、直流稳压电源概述及应用4、数制与二十进制5、逻辑函数及几种表现形式与相互转换6、逻辑函数代数法化简及逻辑表达形式转换7、逻辑函数的卡诺图化简法3学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。对于元器件，重点放在特性、参

2、数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部原理。讨论器件的目的在于应用。学习方法对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。器件是非线性的、特性有分散性、RC的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。4模拟电子技术5第一章半导体二极管及直流电源电路1.1半导体的基本知识与PN结1.2半导体二极管1.3特殊二极管1.4半导体二极管的基本应用电路1.5直流稳压电源概述1.6稳压电电路的质量指标1.7集成三端稳压器本章主要内容6第一章半导体二极管及直流电源电路学习本章的要求：

3、一、理解PN结的单向导电性二、掌握普通二极管和稳压管的外特性三、掌握二极管和稳压管的主要应用四、熟悉普通二极管和稳压管的工作原理、主要参数、使用方法五、熟悉集成三端稳压器的使用方法六、了解发光二极管、光电二极管的使用方法七、了解光电耦合器的使用方法7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、塑料和石英。半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。1.1半导体的基本知识与PN结1.1

4、.1半导体的基本知识8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。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强一、半导体的特性利用半导体的这一特性:可做成温度敏感元件，如热敏电阻等利用半导体的这一特性:可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等利用半导体的这一特性:可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等9现代电子学中，用得最多的半导体是硅（+14）和锗（+32），它们

5、的最外层电子（价电子）都是四个。GeSi通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。101、本征半导体在硅和锗晶体中，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：完全纯净的、结构完整的半导体晶体叫本征半导体。11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共价健价电子12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

6、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，使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+413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。2.载流子、自由电子和空穴+4+4+4+4自由电子空穴束缚电

7、子这一现象称为本征激发。14SiSiSiSi价电子空穴温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个新的空穴，其结果相当于空穴的运动而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。3.本征半导体的导电机理15注意：(1)本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；(2)温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大，这是半导体的一大特点。自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生

8、的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。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。纯净半导体也称为本征半导体1．本征半导体中电子空穴成对出现，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。16在本征半导体中掺入某些微