模电助教版第1章 常用半导体器件D2.ppt

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1、模拟电子技术基础引言“电子技术”开设两门课——“模拟电子技术”“数字电子技术”教材与参考书见P629要求：内容（目录）作业、考试课程地位发展与应用（研究电子器件及其应用的一门学科。或基于半导体器件。）两门课的区别：·消息信息信号电信号模拟电信号——模拟电路——模拟系统如TV数字电信号——数字电路——数字系统如PC脉冲信号——脉冲电路模数转换（A/D，D/A）——“并存”、“兼容”、数字化原因声音图像方波L=0H=1+14模电第一章常用半导体器件1.1半导体器件工作机理1.1.1半导体的导电特性P597分:导体(<10-4·cm),半导体(10－

2、3～10＋9·cm),绝缘体(>10+10·cm).+4价电子原子核惯性核简化模型(b)：Si14原子结构模型(a):一、本征半导体例:单晶硅(本征硅Si14)例:单晶硅(本征硅Si14)例:单晶硅(本征硅Si14)一、本征半导体—价电子、共价键、自由电子+14Si14原子结构模型(a):价电子原子核+4惯性核简化模型(b)：例:单晶硅(本征硅Si14)+4+4+4+4+4+4+4+4一、本征半导体—价电子、共价键、自由电子+14Si14原子结构模型(a):晶体与非晶体晶格与单晶例:单晶硅(本征硅Si14)+4+4+4+4+4+4+4+4一、本征半导体—“电子空

3、穴对”、“复合”、两种载流子—本征激发(热激发)ni(T)=pi(T)—价电子、共价键、自由电子动态平衡(光激发)热敏元件光敏元件晶体与非晶体晶格与单晶+5+4+4+4+4+4+4+4ni(T)>>pi(T)二、杂质半导体1.N型半导体:掺入P15施主原子多子:电子少子:空穴+++++++++++++++N型半导体的简化示图正离子多数载流子少数载流子negative少子浓度——与温度有关多子浓度——与温度无关+3+4+4+4+4+4+4+4ni(T)<

4、的简化示图负离子多数载流子少数载流子positive少子浓度——与温度有关多子浓度——与温度无关1.1.2PN结的形成P6011.扩散与漂移运动——内建电场E——动态平衡2.PN结、“空间电荷层”、“势垒区”、“阻挡层:”、“耗尽层”、“电阻”(高阻区)---------------+++++++++++++++P型多子空穴少子电子N型多子电子少子空穴(PNJunction)1.1.2PN结的形成P6011.扩散与漂移运动——内建电场E——动态平衡2.PN结、“空间电荷层”、“势垒区”、“阻挡层:”、“耗尽层”、“电阻”(高阻区)P型多子空穴少子电子N型多子电子少子空

5、穴---------------+++++++++++++++负离子PN结正离子E内(PNJunction)---------------+++++++++++++++负离子PN结正离子E内P型多子空穴少子电子N型多子电子少子空穴1.1.2PN结的形成P6011.扩散与漂移运动——内建电场E——动态平衡2.PN结、“空间电荷层”、“势垒区”、“阻挡层:”、“耗尽层”、“电阻”(高阻区)(PNJunction)---------------+++++++++++++++负离子PN结正离子E内P型多子空穴少子电子N型多子电子少子空穴1.1.2PN结的形成P6011.扩散与

6、漂移运动——内建电场E——动态平衡2.PN结、“空间电荷层”、“势垒区”、“阻挡层:”、“耗尽层”、“电阻”(高阻区)(PNJunction)---------------+++++++++++++++负离子PN结正离子E内P型多子空穴少子电子N型多子电子少子空穴1.1.2PN结的形成P6011.扩散与漂移运动——内建电场E——动态平衡2.PN结、“空间电荷层”、“势垒区”、“阻挡层:”、“耗尽层”、“电阻”(高阻区)(PNJunction)1.1.3PN结的单向导电性(定性分析)1.外加正向电压(“正偏”)—正向电流IF2.外加反向电压(“反偏”)—反向电流IR3.

7、PN结具有单向导电性。(IF>>IR)4.PN结的伏安特性(定量分析)P型多子空穴少子电子N型多子电子少子空穴---------------+++++++++++++++负离子PN结正离子E内正向偏置—forwardbias反向偏置—reversebias1.1.3PN结的单向导电性(定性分析)1.外加正向电压(“正偏”)—正向电流IF2.外加反向电压(“反偏”)—反向电流IR3.PN结具有单向导电性。(IF>>IR)4.PN结的伏安特性(定量分析)+V-P型多子空穴少子电子N型多子电子少子空穴---------------+++++++++++++