半导体物理基础知识ppt课件.ppt

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1、电子线路：指包含电子器件、并能对电信号实现某种处理的功能电路。概述电路组成：电子器件+外围电路电子器件：二极管、三极管、场效应管、集成电路。外围电路：直流电源、电阻、电容、电流源电路等。NotationNotationNotation2.1IntroductionAdiodesisatwo-terminalsemiconductordevice.ItoffersalowresistanceonorderofminonedirectionandahighresistanceonorderofGinotherdirection.Adiodepermitsaneasycurre

2、ntflowinonlyonedirection2.1IntroductionIdealdiode2.2IdealDiodesForwardbiasd:Shortcircuit2.2IdealDiodesReversebiased:OpencircuitExample2.1ApplicationasadiodeORlogicfunction:Ifbothinputshave0V(logic0)Bothdiodeswillbeoff,andtheoutputVcwillbe0V,ifeitherVA,,VBishigh(+5V),Vcwillbehigh(+5V).Exampl

3、e2.1ApplicationasadiodeANDlogicfunction:IfinputVA,VB,orbothis0V,thecorrespondingDiodewillconduct,andtheoutputvoltagewillbe0V.ifbothinputarehigh,bothdiodeswillbereversebiased,andtheoutputvoltagewillbehigh.Example2.3Example2.32.3TransferCharacteristicofDiodeCircuitsThetransfercharacteristicof

4、acircuitistherelationshipbetweentheoutputvoltageandtheinputvoltage.2.3TransferCharacteristicofDiodeCircuits2.3TransferCharacteristicofDiodeCircuits2.3TransferCharacteristicofDiodeCircuits2.4PracticalDiodes概述晶体二极管结构及电路符号：PN结正偏（P接+、N接-），D导通。PN正极负极晶体二极管的主要特性：单方向导电特性PN结反偏（N接+、P接-），D截止。即主要用途：用于整

5、流、开关、检波电路中。半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。2.4.1半导体物理基础知识硅(Si)、锗(Ge)原子结构及简化模型：+14284+3228418+4价电子惯性核硅和锗的单晶称为本征半导体。它们是制造半导体器件的基本材料。+4+4+4+4+4+4+4+4硅和锗共价键结构示意图：共价键2.4.2本征半导体(intrinsic)当T升高或光线照射时产生自由电子空穴对。共价键具有很强的结合力。当T=0K（无外界影响）时，共价键中无自由移动的电子。这种现象称注意：空穴的出现是半导体区别于导体的重要特征。本征激发。本征激发当原子中的价电子激发为自由电子时，原子中留下空

6、位，同时原子因失去价电子而带正电。当邻近原子中的价电子不断填补这些空位时形成一种运动，该运动可等效地看作是空穴的运动。注意：空穴运动方向与价电子填补方向相反。自由电子—带负电半导体中有两种导电的载流子空穴的运动空穴—带正电(Hole)自由电子（Electron)温度一定时：激发与复合在某一热平衡值上达到动态平衡。热平衡载流子浓度热平衡载流子浓度：本征半导体中本征激发——产生自由电子空穴对。电子和空穴相遇释放能量——复合。T导电能力ni或光照热敏特性光敏特性N型半导体：2.4.3杂质半导体+4+4+5+4+4简化模型：N型半导体多子——自由电子少子——空穴自由电子本征半导体中掺

7、入少量五价元素构成。(extrinsic)P型半导体+4+4+3+4+4简化模型：P型半导体少子——自由电子多子——空穴空穴本征半导体中掺入少量三价元素构成。杂质半导体中载流浓度计算N型半导体（质量作用定理）（电中性方程）P型半导体杂质半导体呈电中性少子浓度取决于温度。多子浓度取决于掺杂浓度。2.4.4两种导电机理——漂移和扩散载流子在电场作用下的运动运动称漂移运动，所形成的电流称漂移电流。漂移与漂移电流(driftcurrent)载流子在浓度差作用下的运动称扩散运动，所形成的电流称扩散电流。扩散与扩散