模电常用半导体小结.doc

常用的半导体材料有锗和硅本征半导体：将半导体材料提纯后形成的完全纯净、具有晶体结构的半导体。其特点：在获得一定能量（温度增高、受光照等）后，晶体的价电子即可摆脱原子核的束缚（电子受到激发），成为自由电子，同时共价键中留下的空位称为空穴。杂质半导体在本征半导体中掺入微量的杂质，所形成的半导体材料。根据掺入的杂质不同，杂质半导体可以分为N型和P型两大类。N型半导体中掺入的杂质为磷或其他五价元素，自由电子成为多数载流子，空穴则成为少数载流子。P型半导体中掺入的杂质为硼或其他三价元素，空穴成为多数载流子，而自由电子则成为少数载流子。应当注意，不论是N型半导体还是P型半导体，虽然都有一种载流子占多数，但整个晶体仍然是电中性的。 PN结的形成 根据扩散原理，空穴要从浓度高的P区向N区扩散，自由电子要从浓度高的N区向P区扩散，并在交界面发生复合，形成载流子极少的正负空间电荷区，也就是PN结，又叫耗尽层。少数载流子在内电场作用下有规则的运动称为漂移运动。这里，扩散和漂移是相互联系，又是相互矛盾的。在一定条件下，多数载流子的扩散运动逐渐减弱，而少数载流子的漂移运动则逐渐增强，最后两者达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本上稳定下来，PN结就处于相对稳定的状态。PN结具有单向导电的特性：如果在PN结上加正向电压，外电场与内电场的方向相反，扩散与漂移运动的平衡被破坏。外电场驱使P区的空穴进入空间电荷区抵消一部分负空间电荷，空间电荷区变窄，内电场被削弱，多数载流子的扩散运动增强，形成较大的扩散电流。在一定范围内，外电场愈强，正向电流愈大，这时PN结呈现的电阻很低，即PN结处于导通状态。反之，如果在PN结上加反向电压，外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走，于是空间电荷区变宽，内电场增强，使多数载流子的扩散运动减弱，加强了少数载流子的漂移运动，形成由N区流向P区的反向电流。但由于少数载流子数量很少，因此反向电流不大，PN结的反向电阻很高，PN结处于截止状态。即，PN结具有单向导电性。 PN结的电流和电压的关系通式为：其中，ID为流过PN结的电流，U为PN结两端的电压，UT=kT/q称为温度电压当量，其中，k为波尔兹曼常数，T为绝对温度，q为电子电量，特别的，在室温下（300K）时UT=26mv，IS为反向饱和电流。对应的伏安特性曲线为：半导体二极管二极管的伏安特性曲线二极管的主要参数：最大整流电流IF 、最大反向工作电压UR、反向饱和电流IR、 最高工作频率fM 、二极管的交流电阻rd 、二极管的极间电容。二极管电路分析：定性分析：判断二极管的工作状态：导通或截止若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开，否则，正向管压降硅0.60.7V、锗0.20.3V分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。若 UD为正，二极管导通若 UD为负，二极管截止例: 电路如图，求：UAB取 B 点作参考点，V1 阳 =6 V，V2 阳 =0 V ，V1 阴 = V2 阴 ，由于V2 阳电压高，因此VD2导通。若忽略二极管正向压降，二极管VD2可看作短路，UAB = 0 V ，VD1截止。 VD6V12V3kWBAVD2UAB+例： 二极管是理想的，试画出 uo 波形。参考点D8Vuoui+ui 8V 二极管导通，可看作短路 uo = 8Vui 8V 二极管截止，可看作开路 uo = ui晶体三极管晶体管的输入、输出特性曲线其中，输出曲线分为三部分，截止区：发射结电压小于开启电压且集电结反偏；放大区：发射结正偏，发射结电压大于开启电压且集电结反偏；饱和区：发射结与集电极都是正偏。晶体管的