g第1章 半导体分立器件剖析课件.ppt

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1、电工学2电子技术电子技术1概述电子技术：研究电子器件、电子电路和系统及其应用的技术。电子技术模拟电子技术数字电子技术2模拟信号：在时间上和数值上具有连续变化的特点；t数字信号：在时间上和数值上是离散的，突变。等矩形波t尖顶波t3第一章半导体分立器件及其基本电路§1.1半导体的基本知识与PN结§1.2半导体二极管及其应用电路§1.3放大电路的基本概念及其性能指标§1.4三极管及其放大电路§1.6多级放大电路41.1.1导体、半导体和绝缘体导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，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

2、导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。§1.1半导体的基本知识与PN结5半导体的导电具有不同于其它物质的特点。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。外激发控制掺杂质控制结构：半导体晶体。导电性：导电可控性61.本征半导体本征半导体的结构特点:GeSi现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。7硅和锗的共价键结构共价键,共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电

3、子，8+4+4+4+4自由电子空穴束缚电子9半导体的导电机理+4+4+4+4空穴吸引附近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。自由电子和空穴称为半导体载流子。10113.光敏性、热敏性，载流子的浓度越高。本征半导体的导电能力越强，这是半导体的一大特点。2.本征半导体的导电能力取决于自由电子、空穴(载流子)的浓度。1.本征半导体中电流(载流子移动)由两部分组成：(1)自由电子移动产生的电流。(2)空穴移动产生的电流。本征半导体的导电机理总结122.杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因

4、是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑ti）,自由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为多数载流子（多子），空穴称为少数载流子（少子）。在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟yin）,空穴是多子，电子是少子。N型半导体（电子型半导体）P型半导体（空穴型半导体）13掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。掺入五价元素SiSiSiSip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少

5、数载流子。(1-14)掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或P型半导体。掺入三价元素SiSiSiSi在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。B–硼原子接受一个电子变为负离子空穴(1-15)一.PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的运移，在它们的交界面处就形成的空间电荷区就为PN结。§1.12PN结及其单向导电性扩散运动:物质从浓度高的地方向浓度低的地方运动,即由于浓度差产生的运动.漂移运动:在电场力作用下,少数载流子的运动.16二.PN结的单向导电性PN结外加上正向电压(正向偏置):PN结外加反向电

6、压(反向偏置):P区加正电压、N区加负电压。P区加负电压、N区加正电压。17PN结外加上正向电压(正向偏置)18PN结外加上反向电压(反向偏置)19PN结具有单向导电性定义1.当PN结外加正向电压时，有较大的正向电流,呈现一低电阻特性,PN结导通；2.当PN结外加反向电压时，电流很小，呈现一高电阻特性，PN结截止。20半导体二极管图片§1.2半导体二极管及其应用电路212223一、基本结构PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。(1)点接触型二极管(2)面接触型二极管PN二极管的电路符号：(a)点接触型(b)面接触型正(阳)极负(阴)极+-24二、伏安特性UI死区电压硅管0.5V,锗管0.

7、1V。导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压UBR25三、主要参数1.最大整流电流IFM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.反向击穿电压UBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。26指管子不被反向击穿所允许外加的电压。一般手册上给出的UDRM约为击穿电压的一半。3.最高反向工作电压UDRM274.最大反向电流I