第7章半导体器件(4课时).ppt

二、PN结的单向导电性 四、二极管基本电路及其分析方法 一、BJT的结构简介 二、BJT的电流分配与放大原理 线性范围（动态范围） 四、BJT的主要参数 非线性失真与线性范围 饱和失真 截止失真 当工作点达到了饱和区而引起的非线性失真。 NPN管?输出电压为底部失真 当工作点达到了截止区而引起的非线性失真。 NPN管?输出电压为顶部失真。 饱和区特点： iC不再随iB的增加而线性增加，即 此时 ，vCE= VCES（饱和压降） ， 典型值为：硅管取0.3V，锗管取0.1V 截止区特点：iB=0， iC= ICEO ≈0 非线性失真 注意：对于PNP管，失真的表现形式，与NPN管正好相反。 发射结正偏 集电结正偏 发射结反偏 线性范围 —— 用最大不失真输出幅度Vom来衡量 Q点偏高 —— 易出现饱和失真， Vom为Q点到饱和区边沿的距离 Q点偏低 —— 易出现截止失真， Vom为Q点到截止区边沿的距离 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ * * 动画先播放开头，然后停住分析可能将要发生的变化，再播放动画。 动画播放时间＝1分40秒 一、半导体材料 元素半导体材料有硅Si和锗Ge等,它们都是4价元素.化合物半导体由大多数金属氧化物、硫化物及砷化物组成等。 导电特点: 1、其能力容易受温度、光照等环境因素影响 2、在纯净的半导体中掺入微量杂质可以显著提高导电能力 二、半导体的共价键结构 硅原子 锗原子 硅和锗最外层轨道上的四个电子称为价电子。 7-1 半导体的导电特性 本征半导体的共价键结构 束缚电子 在绝对温度T=0K和没有外界激发时，所有的价电子都被共价键紧紧束缚在共价键中，不会成为自由电子，因此本征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。 1、本征半导体—化学成分纯净的半导体,它在物理结构上呈单晶体形态。制做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”。 三、本征半导体 2、本征激发----在室温下，价电子就会获得足够的随机热振动能量 而挣脱共价键的束缚，成为自由电子的现象。 空穴——共价键中的空位。 看作是带正电的粒 子，所带电量与电 子相等，符号相反 由于热激发而产生的自由电子 自由电子移走后留下的空穴 本征半导体内，自由电子和空穴总是成对出现，因此自由电子和空穴数相等，整个晶体仍呈电中性。 AVI0/1-1.AVI 自由电子 带负电荷 电子流 ＋总电流 载流子 空穴 带正电荷 空穴流 3、空穴的移动——空穴的移动是靠相邻共价键中的价电子在外加电场或 其他能源的作用下依次填补空穴来实现的。 空穴的移动方向和自由电子的移动方向相反。空穴和自由电子的移动形成电流，两者均是载流子。 导电机理 *半导体导电特点1：其能力容易受温度、光照等环境因素影响 温度↑→载流子浓度↑→导电能力↑ AVI0/1-2.AVI 杂质半导体-----在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体。 1、N型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，砷等，称为N型半导体。 四、杂质半导体 硅原子 多余电子 磷原子 + + + + + + + + + + + + N型半导体 电子空穴对 自由电子 施主离子 多数载流子——自由电子 少数载流子—— 空穴 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等，称为P型半导体。 空穴 硼原子 硅原子 多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 － － － － － － － － － － － － P型半导体 受主离子 空穴 电子空穴对 2、P型半导体 一、PN结的形成 1、浓度差?多子的扩散运动 2、扩散?空间电荷区?内电场 3、内电场?少子的漂移运动 ?阻止多子的扩散 4、扩散与漂移达到动态平衡 载流子的运动： 扩散运动——浓度差产生的载流子移动 漂移运动——在电场作用下，载流子的移动 P区 N区 扩散：空穴 电子 漂移：电子 空穴 形成过程可分成4步 ： 内电场 7-2 PN结的形成 AVI0/1-3.AVI 只有在外加电压时才… 扩散与漂移的动态平衡将… 定义： 加正向电压，简称正偏 加反向电压，简称反偏 扩散 漂移 大的正向扩散电流（多子） 低电阻 ? 正向导通 漂移