模拟电子电路基础ppt课件.ppt

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1、第一章半导体基本器件及应用电路§1.1半导体材料及导电特性§1.2PN结原理§1.4双极型晶体管§1.3晶体二极管及应用返回1.1半导体材料及导电特性1.1.1本征半导体1.1.2杂质半导体1.1.3漂移电流与扩散电流引言返回1.1半导体材料及导电特性返回1.1.1本征半导体返回1.1.1本征半导体（intrinsicsemiconductor）返回Eg（二）本征激发和两种载流子a:空穴带正电量b：空穴是半导体中所特有的带单位正电荷的粒子，与电子电量相等，符号相反c：空穴在价带内运动，也是一种载流子。在外电场作用下可在晶体内

2、定向移动空穴：自由电子载流子：带单位负电空穴载流子：带单位正电返回（三）本征载流子（intrinsiccarrier）浓度本征激发电子空穴Eg1电子空穴随机碰撞复合（自由电子释放能量）电子空穴对消失23本征激发动态平衡复合是电子空穴对的两种矛盾运动形式。返回1.1.2杂质半导体（donorandacceptorimpurities）3.3X1012分之一返回（一）N型半导体（NTypesemiconductor）室温T=300k+++++5返回（二）P型半导体（Ptypesemiconductor）----返回（三）杂质半导

3、体中的载流子浓度本征半导体中载流子由本征激发产生：ni=pi掺杂半导体中（NorP）→掺杂越多→多子浓度↑→少子浓度↓杂质半导体载流子由两个过程产生：杂质电离→多子本征激发→少子由半导体理论可以证明，两种载流子的浓度满足以下关系：1热平衡条件：温度一定时，两种载流子浓度积之，等于本征浓度的平方。N型半导体：若以nn表示电子（多子），pn表示空穴（少子）则有nn.pn=ni2P型半导体：pp表示空穴（多子），np表示电子浓度（少子）Pp.np=ni22电中性条件：整块半导体的正电荷量与负电荷量恒等。N型：No表示施主杂质浓度，

4、则：nn=No+pnP型：NA表示受主杂质浓度，Pp=NA+np由于一般总有No>>pnNA>>np所以有N型：nn≈No且：pn≈ni2/NDP型：pp≈NAnp≈ni2/NA多子浓度等于掺杂浓度少子浓度与本征浓度ni2有关，与温度无关随温度升高而增加，是半导体元件温度漂移的主要原因多子浓度少子浓度返回1.1.3漂移电流与扩散电流半导体中有两种载流子：电子和空穴，这两种载流子的定向运动会引起导电电流。引起载流子定向运动的原因有两种：由于电场而引起的定向运动――漂移运动。（漂移电流）由于载流子的浓度梯度而引起的定向运动――扩

5、散运动（扩散电流）（一）漂移电流（driftcurrent）在电子浓度为n,空穴浓度为p的半导体两端外加电压V，在电场E的作用下，空穴将沿电场方向运动，电子将沿与电场相反方向运动：EV●●●●●○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●返回(二）扩散电流（diffusioncurrent）光照N型半导体x●●●●●●●○○○○○●●●n(x)p(x)载流子浓度热平衡值热平衡值x●●●●●●●○○○○○●●●●●●●●●●○○○○○●●●●●●●●●●○○○○○●●●返回§1.2P

6、N结原理1.2.2空间电荷区特点：1.2.1PN结的形成及特点返回NP++++++++++++++++----------------§1.2PN结原理ENP++++++++++++++++----------------返回1.2.1PN结的形成及特点一PN结的动态平衡过程和接触电位消弱内建电场ENP++++++++++++++++----------------ENP++++++++++++++++----------------热平衡（动态平衡）返回1.2.2空间电荷区特点：NP++++++++++++++++----

7、------------Eρ电荷密度E电场强度φ电位qUФ内建电位势垒（电子势能）qUФPN返回1.3晶体二极管及应用1．3．2二极管的电阻1．3．3二极管的交流小信号等效模型1.3.4二极管应用电路1．3．1晶体二极管的伏安特性引言返回1．3．5稳压管1．3．6PN结电容1．3．7PN结的温度特性1．3．8二极管主要参数1.3晶体二极管及应用NP++++++++++++++++----------------E1.3.1晶体二极管的伏安特性返回1.正向偏置，正向电流RUNP++++++++++++++++---------

8、-------UiDUφUφ-U扩散iDiDiDiD++__返回NP++++++++++++++++----------------2.反向偏置，反向电流RUUiRNP++++++++++++++++----------------UФUФ+UiRiRiRiR++__返回Si（二）伏安特性