《模拟电子技术电子教案(第一章)N(1)》精选课件.ppt

电子线路基础 主讲：郭建才 华南师范大学教育信息技术学院 第一章 半导体器件 教学目标 本章应重点掌握以下内容： 半导体二极管的单向导电特性、伏安特性以及主要电参数。 硅稳压二极管的伏安特性、稳压原理及主要电参数。 晶体管的放大作用、输入特性曲线和输出特性曲线、主要参数、温度对参数的影响。 教学内容 1 . 1 半导体基础知识 1 . 2 PN结 1 . 3 半导体三极管 1 . 1 半导体基础知识 1 . 1 . 1 本征半导体 1 . 1 . 2 杂质半导体 1 . 1 . 1 本征半导体 根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。 典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 1 . 1 . 1 本征半导体 半导体硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。原子序号分别为14（2、8、4）和32（2、8、18、4）。 1 . 1 . 1 本征半导体 通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。 完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。 1 . 1 . 1 本征半导体 在硅和锗晶体中，每个原子与其相邻的原子之间形成共价键，共用一对价电子。 1 . 1 . 1 本征半导体 形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。 1 . 1 . 1 本征半导体 在绝对温度0K(-273℃)时，本征半导体中的电子受原子核的束缚，故该半导体不存在能导电的粒子，从而呈现绝缘体的性能。 绝对温度= 273 + 摄氏温度 1 . 1 . 1 本征半导体 共价键中的价电子受激发获得能量并摆脱共价键的束缚成为“自由电子”，并在原共价键的位置上形成一个“空穴”，这一过程称为本征激发。 1 . 1 . 1 本征半导体 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。 1 . 1 . 1 本征半导体 载流子在电场作用下的定向运动称为漂移 .本征半导体中自由电子数ni等于空穴数pi，即ni＝pi. 1 . 1 . 1 本征半导体 产生自由电子和空穴对的同时，部分电子也失去能量返回到共价键处，使自由电子和空穴对消失，此过程称为载流子的复合。 1 . 1 . 1 本征半导体 空穴在电场作用下定向移动形成电流，实际上是共价键中的价电子在作填补空穴的移动，方向与空穴移动的方向相反。 1 . 1 . 1 本征半导体 本征半导体的载流子浓度，除与半导体材料本身的性质有关以外，还与温度密切相关，而且随着温度的升高，基本上按指数规律增加。因此，本征载流子的浓度对温度十分敏感。 本征半导体特点 本征激发产生成对电子和空穴。 温度越高，电子空穴对的浓度越大。外部条件一定时，不断有本征激发产生新的电子和空穴，也不断有电子与空穴复合而消失，达到动态平衡。室温下，电子、空穴对浓度较低，故电阻率大，导电性能差。 1.1.2 杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。 1.1.2 杂质半导体 掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 1.1.2 杂质半导体 N型半导体 N型半导体 P型半导体 P型半导体 本节中的有关概念 本征半导体、杂质半导体 自由电子、空穴 N型半导体、P型半导体 多数载流子、少数载流子 1.2 PN结 1.2.1 异型半导体接触现象 1.2.2 PN结的单向导电特性 1.2.3 PN结的击穿特性 1.2.4 PN结的电容效应 1.2.5 半导体二极管 1.2.6 稳压二极管 1.2.7 二极管的应用 1.2.8 其它二极管 1.2.1 异型半导体接触现象 P型和N型半导体相接触，其交界面两侧由于载流子的浓度差，产生扩散运动，形成扩散电流． 1.2.1 异型半导体接触现象 扩散时将分别留下带正、负电荷的杂质离子，形成空间电荷和自建场．在该电场作用下，载流子作漂移运动，其方向与扩散方向相反，阻止扩散，平衡时扩散运动与漂移运动相等。 1.2.2 PN结的单向导电特性 1.2.2 PN结的单向导电特性 1.2.3 PN结的击穿特性 1.2.4 PN结的电容效应 1.2.4 PN结的电容效应 1.2.4 PN结的电容效应 1.2.5 半导体二极管 1.2.5 半导体二极管 1.2.5 半导体二极管 半导体二极管图片 半导体二极管图片 二极管的主要参数 二极管的主要参数有： 最大整流电流IF 最大反向工作电压UR 反向电流IR 直流电阻RD 交流电阻rd 最高工作频率fM 1.2.6 稳压二极管 1.2.6 稳压