第一章常用半导体器件ppt课件.ppt

《第一章常用半导体器件ppt课件.ppt》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、主讲教师：孟春办公答疑地点：中教1204＃电话：68913757E-MAIL：mengchbit.edu.cn模拟电子技术基础■研究重点：模拟信号（在时间和幅度上均连续的信号）模拟电路（处理模拟信号的电路）模拟电子技术基础■分析方法：在电路分析中要建立“工程的概念”，学会合理近似，强调基本概念和定性分析。■主要讨论：模拟电路的基本概念、基本原理、基本分析方法及基本应用（信号放大、运算、产生、滤波、转换等）■学时:48(38+10)■本课程为工科专业重要技术基础课，是学校的核心课。■入门较困难，要多下功夫。第1章目录1.1半导体的基础知识1.2半导体二极管1.3双极型三极

2、管1.4场效应管*1.5单结晶体管和晶闸管*1.6集成电路中的元件第1章常用半导体器件第1章难点:半导体中载流子的运动以及用载流子运动来说明半导体二极管、晶体三极管、场效应管的工作原理。（是难点但不是重点。）本章的难点和重点重点：从使用的角度出发掌握半导体二极管、晶体三极管、场效应管的外部特性和主要参数。1.1半导体的基础知识（自学）第1章1.11.1.2杂质半导体1.1.3PN结1.1.1本征半导体1.1.1本征半导体载流子：运载电荷的粒子和导体导电的区别：导体导电只有一种载流子——自由电子导电本征半导体导电有两种载流子——自由电子和空穴均参与导电1.1.2杂质半导体

3、N型半导体——电子型半导体掺入少量的五价元素（磷）多子——电子少子——空穴施主原子——杂质（正离子）P型半导体——空穴型半导体掺入少量的三价元素（硼）多子——空穴少子——电子受主原子——杂质（负离子）1.1.3PN结第1章1.1用不同的参杂工艺将P型半导体和N型半导体制作在同一块半导体单晶上，在这两个区域的交界处就形成了一个PN结。PN结具有单向导电性。扩散——空间电荷区（内电场）——漂移——动态平衡——PN结一、PN结的单向导电性第1章1.1注意：PN结导通时压降只有零点几伏，因此应在回路中串联电阻——限流电阻。2、PN结外加负向电压时处于截止状态。当P极外加负向电压

4、，N极外加正向电压时，称PN结外加负向电压（反向接法、反向偏置），PN结截止。（少子漂移运动形成负向电流，少子数目极少，电流极小）1、外加正向电压时PN结处于导通状态。当P极外加正向电压，N极外加负向电压时，称PN结外加正向电压（正向接法、正向偏置），PN结导通。（多数载流子的扩散运动增强，形成正向电流）二、PN结的伏安特性第1章1.1由理论分析可得PN结的电流方程：其中：Is为反向饱和电流；UT为温度电压当量。常温下（T=300K），UT=26mV。二、PN结的伏安特性第1章1.10i(mA)u(V)正向特性PN结外加正向电压，且u>>UT时（1可略）反向特性UBR当

5、PN结外加负向电压，且

6、u

7、>>UT时(指数项可略）UBR为反向击穿电压IS三、PN结的反向击穿第1章1.1当反向电压超过一定数值UBR后，反向电流急聚增加，称为反向击穿。反向击穿分为两种：齐纳击穿和雪崩击穿。齐纳击穿：在掺杂浓度高的情况下，不大的反向电压可以在耗尽层产生很强的电场，直接破坏共价键，形成电子-空穴对，导致电流急剧增加。雪崩击穿：掺杂浓度低，当反向电压比较大时，耗尽层中的少子加快漂移速度，撞击共价键，形成电子-空穴对，新的电子和空穴在电场的作用下加速运动，撞出新的价电子。载流子雪崩式倍增，导致电流急剧增加。1.势垒电容PN结中空间电荷的数量随外加电压变化所

8、形成的电容称为势垒电容，用Cb来表示。（势垒电容不是常数，与PN结的面积、空间电荷区的宽度和外加电压的大小有关。）PN结电容势垒电容扩散电容第1章1.1四、PN结的电容效应在一定条件下，PN结具有电容效应。非平衡少子在扩散过程中存在浓度差，电荷量随外加电压变化而变化。所形成的电容效应称为扩散电容，用Cd与来示。(非平衡少子：外加正向电压时，从P区扩散到N区的空穴和N区扩散到P区的电子称为非平衡少子。)PN结正偏时，扩散电容较大，反偏时，扩散电容可以忽略不计。2.扩散电容第1章1.1四、PN结的电容效应PN结的结电容Cj是Cb与Cd之和。第1章1.21.2半导体二极管1.

9、2.1二极管的结构和符号将PN结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极管，由P区引出的电极为阳极，N区引出的电极为阴极。点接触型二极管阳极引线金属丝N型锗外壳阴极引线PN结二极管的符号阳极阴极阳极引线SiO2保护层P型硅阴极引线平面型二极管N型硅第1章1.21.2.2二极管的伏安特性一、二极管和PN结伏安特性的区别0I/mAU/V正向特性反向击穿特性反向特性UON二极管和PN结一样具有单向导电性。（和PN结相比，二极管具有半导体体电阻和引线电阻，外加电压相同时，二极管的电流比PN结的电流小。因存在表面漏电流，二极管的反向电流比