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文档简介

1 模拟电子技术基础 主讲 邢毓华 2 1 1半导体基础知识 3 1本征半导体 一 结构 本征半导体 共价键晶体原子浓度 T 300K 4 96 1022 cm3常用半导体 4价 硅 Si 锗 Ge 二 导电性能 本征激发 因为温度的作用 成对产生自由电子 空穴对 即载流子 Carrier 纯净无掺杂的半导体 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99 9999999 常称为 九个9 4 自由电子浓度 ni 空穴浓度 pini pi T 300K ni pi 1 4 1010 cm3对比原子浓度 T 300K 4 96 1022 cm3 导电性能很差 且与环境 尤其是温度 关系很大 三 特点 ni pi正比于温度 T载流子数量少 本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡 5 2杂质半导体 按一定的方式掺入有用的杂质 改变半导体的导电性能 一 N型 掺 5 磷 P 砷As 锑Sb 最外层有5个价电子 4个用于与半导体原子构成共价键 多余1个价电子成为自由电子 杂质离子为施主杂质正离子 多子 自由电子 T 300K ni 6 1016 cm3 少子 空穴 本征激发形成 相同的温度下 本征半导体内的空穴与杂质半导体内的少子空穴哪个浓度高 6 二 P型 掺 3 硼 B 铝 Al 镓 Ga 和铟 In 最外层有3个价电子 3个用于与半导体原子构成共价键 缺少1个价电子成为空穴 杂质离子为受主杂质负离子 多子 空穴 少子 自由电子 本征激发形成 7 载流子以多子为主导电性能又多子决定 与温度无关少子数量很小 与温度有关 T上升 浓度增加 3导电性 杂质半导体与本征半导体的比较 三个浓度基本上依次相差106 cm3 8 一 PN结形成 浓度差 多子扩散 空间电荷区 复合 内电场 杂质离子 少子漂移 动态平衡 PN结形成 3PN结 空间电荷区 基本没有载流子 也称为耗尽层 9 二 PN结的单向导电性 正偏 P接 N接 在外电场的作用下 空间电荷区变小 甚至消失 可以形成较大的正向电流 从外部看 PN结呈现较小的电阻 10 反偏 P接 N接 在外电场的作用下 空间电荷区变宽 不能形成大电流 从外部看 PN结呈现非常大的电阻 只有少子参与导电 11 反向击穿 雪崩击穿 低参杂 高电压 撞击破坏 齐纳击穿 高掺杂 低电压 直
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