2016模拟电子技术基础复习.doc

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1、第一部分半导体器件一、半导体物理基础知识识记：1.半导体的导电特性；2.本征半导体的特性；3.杂质半导体的特性；4.PN结的特性。半导体----导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。半导体的导电特性----光敏、热敏和掺杂特性。半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别：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特定的杂质元素时，会使它的导电能力具有可控性；这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。本征激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。两种载流子----带有正、负电荷的可移

2、动的空穴和电子统称为载流子。注意，这里是用空穴移动产生的电流来代表价电子移动产生的电流。杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。N型半导体:在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。杂质半导体的特性：*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。PN结----是构成半导体二极管和其他半导体器件的基础，它是由P型半导体和N

3、型半导体，在不同载流子浓度差异作用下，在交界面处形成的特殊区域。PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。当PN结外加正向电压（正向偏置）时，耗尽区变窄，有较大电流流过；而当外加反向电压（反向偏置）时，耗尽区变宽，没有电流流过或电流极小，这是二极管最重要的特性。PN结的伏安特性----式中：Is为反向饱和电流；UT为温度电压当量，当T＝300K时，≈26mV注意，该模型不包括PN结反向击穿时的电流电压关系。PN结的反向击穿特性----当PN结的反向电压增大到一定值时，反向电流随电压数值的增加而急剧增大。PN结的反向击穿有两类：齐纳击穿和雪崩击穿。无论发生哪种击穿，若对其电流不加以限制，都可能

4、造成PN结的永久性损坏。PN结温度特性----当温度升高时，PN结的反向电流增大，正向导通电压减小。这也是半导体器件热稳定性差的主要原因。PN结电容效应----PN结电容由势垒电容和扩散电容组成。势垒电容是耗尽层变化所等效的电容。势垒电容与PN结的面积、空间电荷区的宽度和外加电压等因素有关。扩散电容是扩散区内电荷的积累和释放所等效的电容。扩散电容与PN结正向电流和温度等因素有关。PN结正向偏置时，以扩散电容为主；反向偏置时以势垒电容为主，它们均为非线性电容。只有在信号频率较高时，才考虑结电容的作用二、半导体二极管识记：1.半导体二极管的结构；2.二极管的伏安特性V-A特性；3.主要参数；4.二

5、极管的等效电路（或二极管的简化模型）。半导体二极管的几种常见结构及其应用场合---在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分为点接触型、面接触型和平面型三大类。点接触型二极管PN结面积小，结电容小，常用于检波和变频等高频电路。面接触型二极管PN结面积大，结电容大，用于工频大电流整流电路。平面型二极管PN结面积可大可小，PN结面积大的，主要用于功率整流；结面积小的可作为数字脉冲电路中的开关管。二极管的伏安特性---二极管的基本特性就是PN结的特性。与理想PN结不同的是，正向特性上二极管存在一个死区电压Uth。死区电压-----硅管0.5V，锗管0.1V。正向导通压降------硅

6、管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。二极管的反向饱和电流比PN结大。温度升高时，二极管的正向压降将减小，每增加1℃，正向压降UD大约减小2mV，即具有负的温度系数。二极管的主要参数---1）最大整流电流IＦ：二极管长期工作允许通过的最大正向电流。在规定的散热条件下，二极管正向平均电流若超过此值，则会因结温过高而烧坏。2）最高反向工作电压UBR：二极管工作时允许外加的最大反向电压。若超过此值，则二极管可能因反向击穿而损坏。一般取UBR值的一半。3）反向电流IR：二极管未击穿时的反向电流。对温度敏感。IR越小，则二极管的单向导电性越好。4）最高工作频率fM：二极管正常工作的上限频率。若超过此

7、值，会因结电容的作用而影响其单向导电性。二极管的等效电路（或二极管的简化模型）---由于二极管是非线性器件，所以通常采用二极管的简化模型来分析设计二极管电路。这些模型主要有理想模型、恒压降模型、折线模型、小信号模型等。理想模型：即正向偏置时管压降为0，导通电阻为0；反向偏置时，电流为0，电阻为∞。适用于信号电压远大于二极管压降时的近似分析。恒压降模型：是根据二极管伏安特性曲线近似建立的模型，它用两