模拟电电子技术基础第1章(第四版)童诗白-华成英.ppt

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1、0导言1常用半导体器件2基本放大电路3多级放大电路4集成运算放大电路5放大电路的频率响应6放大电路中的反馈7信号的运算和处理8波形的发生和信号的变换9功率放大电路10直流电源模拟电子技术基础1常用半导体器件1.1半导体基础知识1.2半导体二极管1.3晶体三极管1.4场效应管1.5单结晶体管和晶闸管1.6集成电路中的元件1.7Multisim应用举例1常用半导体器件1.1.1本征半导体1.1.2杂质半导体1.1.3PN结1.1半导体基础知识1.1.1本征半导体根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体(Conductor)、绝缘体和半导体(Semiconductor)。典型的半导体有

2、硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般是导体。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体(Insulator)，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。一、半导体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。例如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。一、半导体1.1.1本征半导体本征半导体IntrinsicSemiconductor纯净的具有晶体结构的半导体crystalstructure二、本征半导体的晶体结

3、构硅晶体的空间排列硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构二、本征半导体的晶体结构二、本征半导体的晶体结构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+4二、本征半导体的晶体结构三、本征半导体中的两种载流子空穴——共价键中的空位。电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对(electron-holepair)。三、本征半导体中的两种载流子空穴可以自由移动吗？三

4、、本征半导体中的两种载流子EmptyspaceEmptyspaceEmptyspaceEmptyspace三、本征半导体中的两种载流子三、本征半导体中的两种载流子空穴的移动——空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。三、本征半导体中的两种载流子Freeelectron---producedbythermalionization.Itcanmovefreelyinthelatticestructuresoastoformcurrent.Hole---emptypositioninbrokencovalentbond.Itcanbefilledbyfreeelectron

5、(recombination).TwotypesofCarriersAfreeelectronisnegativechargeandaholeispositivecharge.1.1.1本征半导体1.1.2杂质半导体1.1.3PN结1.1半导体基础知识在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的半导体(N-typesemiconductor)。P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半导体(P-typesemiconductor)。1.1.2杂质半导

6、体1.1.2杂质半导体一、N型半导体因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。在N型半导体中自由电子是多数载流子(carrier)，它主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子,由热激发形成。提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，因此五价杂质原子也称为施主杂质(donorimpurity)。Donor---pentavalentimpurityprovidesfreeelectrons,usuallyentirelyionized.Positiveboundcharge---impuritya

7、tomdonatingelectrongivesrisetopositiveboundcharge.Majoritycarriers---freeelectrons(mostlygeneratedbyionizeddonorandaverytinyportionbythermalionization).Minoritycarriers---holes(onlygeneratedbythermalionization).ntypeSemiconductor五