半导体器件1(已修改)

《半导体器件1(已修改)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、Chapter1半导体器件1.1半导体基础知识自然界的物质，根据导电能力的强弱可分为：导体（银、铜、铝等）：导电能力极强。绝缘体（塑料、橡胶等）：基本不导电。半导体（锗Ge、硅Si等）：导电能力介于两者之间。半导体在现代科学技术中得到广泛应用。1．1．1本征半导体和杂质半导体本征半导体纯净半导体，其原子按一定规则排列成对称的晶体状态。--本征半导体半导体中存在两种载流子：带负电的自由电子和带正电的空穴。两种载流子的同时存在，是半导体区别于导体的重要特点。1.本征半导体的结构1.1.1本征半导体及杂质半导体硅和锗是四价元素，它们分别与周围的四个原子的价电子形成共

2、价键。2.电子空穴对（两种载流子）观看动画1-01半导体特性本征半导体中，两种载流子成对出现，两者数量相等。但温度对其影响很大。（热敏特性）本征半导体中载流子总数很少，导电能力很差。如果掺入微量的某种合适的微量元素（掺杂），就可以使半导体的导电能力有很大提高。（掺杂效应）杂质半导体掺入杂质的半导体称为杂质半导体根据所掺杂质的不同，可分为P、N半导体。在空穴半导体（P型半导体）中：空穴---多数载流子；自由电子：少数载流子N型半导体：自由电子---多数载流子（多子）；空穴--少数载流子（少子）⑴N型半导体在本征半导体中掺入五价杂质，则形成N型半导体。电子为多数载

3、流子，空穴为少数载流子，主要依靠电子导电。⑵P型半导体在本征半导体中掺入三价杂质，则形成P型半导体。空穴为多数载流子，电子为少数载流子，主要依靠空穴导电。1.1.2PN结（1）PN结的形成将一块半导体的两边分别做成P型和N型观看动画1-022．PN结的单向导电特性PN结的特性主要为单向导电性。如果PN结外加不同极性的电压；PN结便会呈现出不同的导电特性。PN结上外加电压的方式通常称为偏置方式，所加电压称为偏置电压。观看动画1-031.2.1二极管的结构⑴点接触型二极管点接触型二极管的结面积很小，所以不能通过较大的电流；但结电容很小，所以适于做高频检波和脉冲数字

4、电路里的开关元件。1.2半导体二极管1.2.1二极管的结构⑵面接触型二极管1.2半导体二极管面接触型二极管的PN结面积大，可承受较大的电流，适用于整流电路；但结电容也大，不宜用于高频电路。1.2.2二极管的伏安特性1．正向特性当正向电压较小时，外电场不足以克服内电场的作用，正向电流几乎为零，二极管截止；当正向电压超过某一数值时，才有明显的正向电流，这时二极管导通。一般硅管死区电压约为0.5V，锗管为0.2V。当外加电压大于死区电压时，内电场被削弱，电流增长很快。正常工作情况下，锗管导通电压为0.2—0.3V；硅管0.6-0.7V1.2.2二极管的伏安特性2．反

5、向特性当反向电压小于击穿电压时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流称反向饱和电流；当反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加，这时二极管反向击穿。1.2.2二极管的伏安特性3．温度对二极管伏安特性曲线的影响4．晶体二极管电路的分析⑴二极管电阻直流电阻交流电阻在实际工作中，常常将二极管的伏安特性在正常工作范围内的部分近似化或理想化.把二极管看成理想元件。1.加正向电压时，二极管导通.正向电压降和正向电阻=0，二极管相当于短路；2.加反向电压时，二极管截止.反向电流=0，反向电阻等于无穷大。二极管相当于开路。1.2.3二极管的参数（自学）

6、最大整流电流：二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。最高反向工作电压：二极管工作时允许外加的最大反向电压。反向电流：二极管未击穿时的反向电流。最高工作频率：二极管工作时的上限频率。解：〖例1-1〗二极管电路如图所示，已知，输入为正弦波，二极管的正向压降和反向电流均可忽略。试画出输出电压的波形。1.3.1三极管的结构1.3半导体三极管三极管具有电流放大作用的内部条件是：⑴基区做得很薄，而且掺杂浓度低。⑵发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。⑶集电区比发射区体积大，且掺杂浓度低。1.3半导体三极管1.3.1三极管的结构1.3.2三极管的工作原理1.3半导体三

7、极管三极管具有电流放大作用的外部条件是：1、发射结加正向电压；2、集电结加反向电压。1.3.2三极管的工作原理（观看动画1-04）2．电流分配关系3．共射极直流电流放大系数4．共射极交流电流放大系数1.3半导体三极管1.3.2三极管的工作原理1.3.3三极管的特性曲线1．输入特性曲线1.3半导体三极管2.输出特性曲线1.3半导体三极管1.3.3三极管的特性曲线可观看动画1-05由输出特性曲线可以分为三个区域：⑴放大区1.3半导体三极管1.3.3三极管的特性曲线⑵截止区⑶饱和区发射结正偏，集电结反偏。仅决定于，而与无关。发射结反偏，发射区不能发射电子，各极电流为

8、零。发射结正偏，集电结正偏。随增大而增