第一讲_半导体.pptVIP

模拟电子技术基础 ——多媒体教学;1.1 什么是电子技术;电子技术就是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。;第一代电子器件;d. 电子受外加电场和磁场的作用，在真空中运动就形成了电子管中的电流。 ;电子管的主要特点;1905年 爱因斯坦阐述相对论——E＝mc2 1906年 亚历山德森研制成高频交流发电机 德福雷斯特在弗菜明二极管上加栅极，制成第一只三极管 1912年 阿诺德和兰米尔研制出高真空电子管 1917年 坎贝尔研制成滤波器 1922年 弗里斯研制成第一台超外差无线电收音机 1934年 劳伦斯研制成回旋加速器 1940年 帕全森和洛弗尔研制成电子模拟计算机 1947年 肖克莱、巴丁和布拉顿发明晶体管；香农奠定信息论的基础;第二代电子器件——晶体管;a. 体积小、重量轻。;1947年 贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱研制成第一个点接触型晶体管1948年 贝尔实验室的香农发表信息论的论文 英国采用EDSAG计算机，这是最早的一种存储程序数字计算机 1949年 诺伊曼提出自动传输机的概念 1950年 麻省理工学院的福雷斯特研制成磁心存储器 1952年 美国爆炸第一颗氢弹 1954年 贝尔实验室研制太阳能电池和单晶硅 1957年 苏联发射第一颗人造地球卫星 1958年 美国得克萨斯仪器公司和仙童公司宣布研制成第一个集成电路;2．电子电路;(3) 电子电路必须采用非线性电路的分析方法来分析;分立电路 —— 由各种单个的电子器件和元件构成的电路;集成电路（IC—integrated circuit）—— 把许多晶体管与电阻等元件制作在同一块硅晶片上的电路;世界上第一块集成电路在1959年美国的德州仪器公司和西屋电气公司诞生，电路上仅集成了4只晶体管。;时 期;集成电路分类;3．电子技术应用; (3) 测量方面的应用;(4) 电子技术对计算机的发展;现代微型计算机的主要特点;(5) 电子技术对汽车电子化的发展; ;1.2 本课程的性质、任务和重点内容;是指电子电路的基本分析方法。;(1) 电子器件，包括集成电路。;(2) 电路;(3) 器件、电路、应用三者学习的关系;(5) 电路的分类; b. 电路中电子器件的工作状态;1.3 本课程的特点和学习方法;(1) 注重物理概念;实际工程问题的算法——估算法;工程估算的目的;1.4 半导体基础知识; ;; ;典型的半导体是硅Si和锗Ge，它们都是4价元素。;;1.本征半导体的晶体结构;2.本征半导体的两种载流子; 可见本征激发同时产生电子空穴对。 外加能量越高（温度越高），产生的电子空穴对越多。;自由电子 带负电荷 逆电场运动 电子流; 由此可见： 半导体中存在两种载流子，带负电的自由电子和带正电的空穴。 空穴和自由电子是成对产生的，因此，它们的浓度是相等的。 本征半导体的导电性能很差，而且和环境温度密切相关。 本征半导体材料性能对温度的这种敏感性，既可以用来制作热敏元件和光敏元件，又是造成半导体器件温度性能差的原因。;第二讲;1.4.2 杂质半导体 ;N型半导体;c. 电子是多数载流子，简称多子;空穴是少数载流 子，简称少子。; 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。;c. 空穴是多数载流子,电子是少数载流子。; 杂质半导体中多数载流子浓度主要取决于掺入的杂质浓度，即每掺入一个杂质原子就可以增加一个多数载流子。 由于少数载流子是半导体材料本征激发产生的，因而其浓度主要取决于温度。 ;当掺入三价元素的密度大于五价元素的密度时，可将N型转为P型；;1.4.3载流子的漂移运动和扩散运动;内电场E;少子漂移;当扩散与漂移作用平衡时;1.5.2 PN结的单向导电性;(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区 ;PN结的电压与电流关系;IS —— PN结反向饱和电流; 1.5.3 PN结的击穿和电容效应;a. 齐纳击穿 ;半导体的掺杂浓度低;3. PN结的电容效应;(1) 势垒电容Cb; PN结正偏时，由N区扩散到P区的电子（非平衡少子），与外电源提供的空穴相复合，形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆积在 P 区内紧靠PN结的附近，到远离交界面处，形成一定的浓度梯度分布曲线。电压增大，正向（扩散）电流增大。;本章小结;（ 1 ） N 型半导体：在本征硅或锗中掺入适量五价元素形成 N 型半导体， N 型半导体中电子为多子，空穴为少子；电子的数目（掺杂 + 热激发） = 空穴的数目（热激发） + 正粒子数；半导体对外仍呈电中性。;（ 1 ）漂移电流：在电场作用下，载流子定向运动所形成的电流则称为漂移电流。（ 2