最新模电课件第1章-半导体器件幻灯片.ppt

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1、模电课件第1章-半导体器件第一节半导体的基础知识一、半导体的特点二、本征半导体三、N型半导体和P型半导体2独特的导电特性1、热敏特性：Ta2、光敏特性：光照3、掺杂特性：掺入微量元素第一节、半导体的导电特性导电能力导电能力导电能力一、半导体特点3第一节、半导体的导电特性共价键结构444444本征激发7第一节、半导体的导电特性共价键结构444444本征激发自由电子空穴8第一节、半导体的导电特性共价键结构444444自由电子空穴本征激发两种载流子：电子空穴成对出现9第一节、半导体的导电特性共价键结构444444电子流——电

2、场作用下，自由电子的定向移动。自由电子电场电子流10第一节、半导体的导电特性共价键结构444444电子递补空穴流空穴流——电场作用下，电子依次递补空穴的运动。电场11第一节、半导体的导电特性共价键结构444444半导体电流=电子流+空穴流电场空穴流电子流12第一节、半导体的导电特性三、N型半导体和P型半导体N型半导体——掺入5价元素P型半导体——掺入3价元素杂质半导体——在本征半导体中掺入适量的杂质元素(非半导体元素)。5价元素——磷、砷等。3价元素——硼、镓、銦等。13第一节、半导体的导电特性N型半导体444445+

3、5多一个价电子掺杂14第一节、半导体的导电特性N型半导体444445多子-------电子少子-------空穴+5掺杂本征激发4N型半导体示意图电子正离子15第一节、半导体的导电特性P型半导体444443多一个空穴+3掺杂16第一节、半导体的导电特性多子-------空穴少子-------电子P型半导体444443+3P型半导体示意图负离子空穴掺杂本征激发17第二节PN结一、PN结的形成二、PN结的单向导电性18第二节、PN结N区P区负离子空穴正离子电子正负电荷中和，不带电一、PN结的形成19第二节、PN结空间电荷区

4、（耗尽层）内电场P区N区扩散运动——浓度差造成运动。复合——自由电子填补空穴，两者同时消失的现象。漂移运动——载流子在电场力作用下的运动。多子扩散运动少子漂移运动暴露了失去电子的正离子暴露了失去空穴的负离子20第二节、PN结空间电荷区（耗尽层）内电场P区N区浓度差→多子扩散运动→复合→产生内电场→阻碍多子扩散→有利少子漂移运动→扩散运动和漂移运动达到动态平衡→形成一定宽度PN结多子扩散运动少子漂移运动21PN结PNPN结:P区和N区交界面处形成的区域空间电荷区:区内只剩离子,带电耗尽层:区内载流子少名称内电场第二节、P

5、N结电位差约为零点几伏宽度为几微米~到几十微米22（一）外加正向电压——导通二、PN结的单向导电性（二）外加反向电压——截止第二节、PN结23内电场RE外电场P区N区ID外加正向电压外电场抵削内电场,有利于多子的扩散很大限流,防止电流太大第二节、PN结PN结多子中和部分离子,使空间电荷区变窄24REP区N区I反外加反向电压外电场增强内电场,有利于少子的漂移很小第二节、PN结PN结内电场外电场少子背离PN结移动，,空间电荷区变宽25第三节半导体二极管一、二极管的结构三、二极管的伏安特性四、二极管的主要参数五、二极管应用举

6、例二、二极管的单向导电性26阳极一、二极管的结构阴极+-符号3、分类：按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1、构成：2、符号：第三节、半导体二极管PN27第三节、半导体二极管外壳阴极引线金属丝N型锗片N型硅二氧化硅保护层底座N型硅金锑合金铝合金小球PN结点接触型面接触型平面型28R（一）外加正向电压——EID二、二极管单向导电性导通，ID大（二）外加反向电压——截止，I反很小EI反电流不为零第三节、半导体二极管R限流,防止电流太大29I/mAU/VO三、二极管的伏安特性死区UT导通电压:硅0.6-0.

7、8锗0.2-0.3非线性元件第三节、半导体二极管导通电压>死区电压,方能正常导通。（一）正向特性导通电压:硅0.6-0.8V锗0.1-0.3V死区电压:硅0.5锗0.130I/mAU/VOISUBR死区UT导通电压:硅0.6-0.8锗0.2-0.3死区电压:硅0.5锗0.1反向饱和电流反向击穿电压第三节、半导体二极管2、反向击穿现象:U反大到一定值时I反（二）反向特性1、U反较小时:I反很小,称为反向饱和电流。31第三节、半导体二极管3、产生反向击穿的原因4、危害:二极管损坏①电击穿:U反大到一定值时,把共价键中的价电

8、子强行拉出强电场引起自由电子加速与原子碰撞，将价电子从共价键中轰出②热击穿:PN结上功耗大，热量高，PN结因过热烧毁。齐纳击穿：雪崩击穿：32I/mAU/VOISUBR死区UT导通电压:硅0.6-0.8锗0.2-0.3死区电压:硅0.5锗0.1反向饱和电流反向击穿电压第三节、半导体二极管归纳33第三节、半导体二极管四、二极管的主要