模拟电子技术 项目一、 半导体器件基础.ppt

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1、项目一、半导体器件基础第一至三章绪论一、电子技术的发展与应用概况电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。电子技术的应用，以信息科学技术为中心的包括计算机技术、生物基因工程、光电子技术、军事电子技术、生物电子学、新型材料、新型能源、海洋开发工程技术等高新技术群的兴起，已经引起人类从生产到生活各个方面巨大变革。电子线路是由电子器件（又称有源器件，如电子管、半导体二极管、晶体管、集成电路等）和电子元件（又称无源器件，如电阻器、电容器、电感器、变压器等）组成具有一定功能的电路。电子器件是电子线路的核心。电子器件的发展促进了电子技术的发展。(一)电子管时代:1904年电子管的发明，

2、使电子技术进入了第一个时代——电子管时代。从此，无线电通信、电视、广播、雷达、导航电子设备和计算机等开始问世，并得到迅速发展。(二)晶体管时代1948年贝尔（Bell）实验室发明晶体管后，使电子技术进入晶体管时代，拉开了人类社会步入信息时代的序幕。晶体管的广泛应用，开创了电子设备朝小型化、微型化发展的新局面。(三)集成电路时代1958年，德克萨斯仪器公司发明了集成电路，使电子技术进入集成电路时代。集成电路芯片是通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片上，实现特定的电路或系统功能。(四)信息时代2000年

3、以来,以集成电路为基础的电子信息产业已成为世界第一大产业。电子信息产业的发展在国民经济发展中具有十分重要的战略意义。科学家认2000年以来，以集成电路为基础的电子信息产业已成为世界第一大产业。电子信息产业的发展在国民经济发展中具有十分重要的战略意义。科学家认为人类继石器、青铜器、铁器时代之后进入了硅石时代。二、课程的性质和任务本课程是高职高专电类专业通用的技术基础课程，也是实践性较强的一门主干课程。在专业人才培养过程中具有重要的地位和作用。通过本课程的理论教学和实验、课程设计等实践教学，使学生获得电子元器件和功能电路及其应用的基本知识，掌握电子技术基本技能，培养学生创新意识和实践能力

4、，以适应电子技术发展的形势，为后续课程的学习和形成职业能力打好基础。通过本课程及实践环节的教学使学生获得以下知识和能力：1.熟悉常用电子元器件的性能特点及其应用常识，具有查阅手册、合理选用、测试常用电子元器件的能力。2.掌握常见功能电路的组成、工作原理、性能特点及其分析计算方法，具有常见低频电路读图能力。3.熟悉常见电路的调试方法，具有电路简单故障分析、排除能力。4.了解EWB基本操作方法，会用软件进行电路仿真。三、课程特点和学习方法本课程是研究模拟电路（AnalogCircuit）及其应用的课程。模拟电路是产生和处理模拟信号的电路。数字电路(DigitalCircuit)的知识学习

5、由数字电子技术课程完成。本课程有着下列与其他课程不同的特点和分析方法。（1）模拟电路是以模拟电子器件为核心构成的电子电路。（2）近似估算的方法（3）等效的方法（4）图解的方法（5）实验调整的方法在本课程学习过程中，要根据课程特点进行，并注意以下问题。第一，提高对本课程重要性的认识，努力学习。第二，理论联系实际，重视实践动手能力培养。第三，注重职业道德培养，养成良好职业习惯。四、半导体的基础知识1.本征半导体2.杂质半导体3.PN结本征半导体—1、本征半导体半导体—导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。纯净的不含任何杂质的半导体。如硅、锗单晶体。自由运动的带电粒子。载流子—共价键—相邻原

6、子共有价电子所形成的束缚。半导体中有自由电子和空穴两种载流子参与导电。硅(锗)的原子结构价电子惯性核简化模型自由电子硅(锗)的共价键结构空穴半导体中存在两种载流子：自由电子和空穴。结论：自由电子在共价键以外的运动。空穴在共价键以内的运动。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。2、杂质半导体一、N型半导体在纯净的硅或锗晶体中掺入少量的5价元素（如磷）。+5+4+4+4+4+4磷原子自由电子N型半导体的特点：①两种载流子中自由电子是多子，空穴是少子；②主要靠自由电子导电。N型半导体的简化图示多数载流

7、子少数载流子正离子二、P型半导体在纯净的硅或锗晶体中掺入少量的3价元素（如硼）。+3+4+4+4+4+4空穴硼原子P型半导体的特点：①空穴是多子，自由电子是少子；②主要靠空穴导电。多数载流子少数载流子负离子P型半导体的简化图示3、PN结一、PN结的形成扩散运动漂移运动空间电荷区离子电荷区形成PN结内电场建立扩散运动（一定宽度）动态平衡P区中的电子和N区中的空穴（都是少），数量有限，因此由它们形成的电流很小。所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于