1.绪论 2.半导体二极管及其基本电路1.ppt

欢迎诸位同学参加 电子技术基础 模拟部分的学习北师大信息学院电子系杨绪业 自我介绍 北师大信息科学与技术学院电子系杨绪业 联系方式 电子楼门口信箱22号Mail Yangxuye1 第一 按时上课第二 完成作业第三 有疑问及时问第四 培养思考 设计能力 学习 电子技术基础 的要求 教材 绪论 0 1电子系统与信号电子 0 1 1电子系统通常是指由若干相互联接 相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体 电视监控系统 科学发展及未来技术展望 望京的著名电子企业 西门子 安捷伦 松下 LG大厦 信息技术的若干前沿问题软件技术 结构软件 活性软件 自动软件人机交互 智能计算机 信息可视化等高端计算 网络计算 量子计算 生物计算等新一代数据空间与移动通信下一代因特网本地多点分配业务数字地球数字图书馆信息安全 0 1 2信号及其频谱信号是信息的载体 把信号分解为正弦信号的集合 得到的正弦信号幅值随角频率变化的分布 就叫作该信号的频谱 第1章晶体二极管 1 1半导体物理基本知识1 1 1本征半导体1 1 2杂质半导体1 1 3两种导电机理 漂移和扩散1 1 4小结 半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质 它的电阻率在10 3 109 cm范围内 半导体器件是近代电子学的重要组成部分 它是构成电子电路的基本元件 半导体器件是由经过特殊加工且性能可控的半导体材料制成的 目前制作半导体器件的主要材料是硅 Si 锗 Ge 和砷化镓 GaAs 等 其中硅用得最广泛 它是当前制作集成器件的主要材料 而砷化镓主要用来制作高频高速器件 硅和锗原子的简化模型 硅和锗均属四价元素 原子序号分别为14和32 高度提纯 几乎不含杂质的半导体 称为本征半导体 硅和锗原子外层均有四个价电子 它们与相邻四个原子的价电子组成共价键 共价键中价电子受激发获得能量并摆脱共价键束缚成为自由电子 电子逃逸 原共价键位置形成一个 空穴 电子被共价键俘获而回到空穴 使一个电子和一个空穴同时消失 称为复合 电子和空穴均是能够自由移动的带电粒子 称为载流子 电子带负电荷 空穴带正电荷 受温度影响 也就是热激发是本征激发的主要因素 温度越高 电子空穴对的浓度越大 外部条件一定时 激发产生电子和空穴 与复合平衡 导电性差 N型半导体 P型半导体 1 N型半导体 也称电子型半导体 是在本征硅 或锗 半导体中掺入磷 P 砷 As 这类五价施主杂质后形成 电子是多数载流子 空穴是少数载流子 还有不能自由移动 不参与导电的正离子 不属于载流子 2 P型半导体 也称空穴型半导体 是在本征硅 或锗 半导体中掺入硼 B 铟 In 这类三价受主杂质后形成 空穴是多数载流子 电子是少数载流子 还有不能自由移动 不参与导电的负离子 不属于载流子 1 2PN结1 2 1动态平衡下的PN结1 2 2PN结的伏安特性1 2 3PN结的击穿特性1 2 4PN结的电容特性1 2 5小结 1 2 1PN结的形成 1 使P型和N型半导体结合 在交界面两侧 存在载流子浓度差 多子互相扩散 留下了一个几乎没有多子 只有正离子或负离子的区域 这就是PN结 1 2PN结1 2 1PN结的形成 2 PN结也称耗尽层 空间电荷区或势垒区 3 空间电荷 即正 负离子 使交界面两侧有电位差 称为势垒 它们产生的电场称自建场 自建场的存在 不利于多子扩散 但利于少子在电场力作用下的漂移 4 PN结外加电压为零 且环境条件稳定时 多子扩散与少子漂移达到动态平衡 PN结中的扩散电流和漂移电流大小相等 方向相反 流过PN结的净电流为零 1 2 2PN结的单向导电特性 1 当PN结外加反向电压时 外电压在PN结中产生与自建场方向一致的电场 不利于多子扩散 有利于少子漂移 此时 PN结变宽 势垒提高 PN结呈现高电阻 处于反向截止状态 1 2 2PN结的单向导电