1半导体器件-1选读.ppt

一、本征半导体 如 硅Si，锗Ge 三、PN结的形成 电压P+N-时，耗尽层变窄，导通电压P-N+时，耗尽层变宽，截止 伏安特性曲线 讨论二 * * * 模拟电子技术基础 理论与实践，微观与宏观，晶体管与电路； 管为路用。 工程近似，估算。 一般取 3 位有效数字就够了。 数量级概念 脉冲，数字信号，计数；连续，模拟信号，按比例放大 一、课程特点 二、要求 达到六会：看、算、用、测、装、排 模拟信号 本课程是入门性质的技术基础课 掌握基本概念、基本规律、单元电路结构 三、主要参考文献 P614 1、 [13] 教材， 陈大钦 彭容修《模拟… 学习与解题指南》，高教出版社 2、江晓安 董秀峰《模拟电子技术》教材， 《模拟… 学习指导与题解》，西安电子科技大学出版社 3、[28] 、[29] 4、华成英 《帮你学模拟电子技术基础》释疑、解题、考试，高教出版社 5、马积勋《模拟… 重点难点及典型题解》，西安交大出版社 6、唐竞新《模拟… 解题指南》，清华大学出版社 四、符号说明 字母、下标 直流、静态值------------大写字母、大写下标 IB VB 交流的瞬时值------------小写字母、小写下标 ib vb 交流的有效值------------大写字母、小写下标 Ib Vb 直流 + 交流的瞬时值------------小写字母、大写下标 iB vB (左到右)美国物理学家巴丁(1908～1991) 、布拉顿(1902～1987)、肖克利 (1910～1989)， 1947年三人合作发明了晶体管装置，获1956年诺贝尔物理学奖。 1957年巴丁与美国物理学家库珀(1930～)、施里弗(1931～)合作创建了超导微观理论，于1972年获诺贝尔物理学奖。 巴丁 第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路上有40亿个晶体管。 集成度按大约10倍/6年的速度发展。 我们要时刻关注电子技术的各种发展 半导体器件的发展决定了电子技术的发展 1947年 贝尔实验室制成第一只晶体管 1958年 集成电路 1969年 大规模集成电路 1975年起 超大规模集成电路 Intel CPU 酷睿 i 7 3970X，内含晶体管个数为 10亿量级 六核12线程，四通道，150W，目前标价7999元 结构示意图 热运动产生自由电子和空穴-----本征激发， 产生本征载流子 温度一定，本征激发与复合构成动态平衡 第一章 常用半导体器件 1. 1 半导体基础： 本征半导体、杂质半导体、PN结 本征载流子的浓度与温度有关！ 结论： 1. 本征半导体中，电子空穴成对出现，数量很少； 2. 半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电； 3. 本征半导体导电能力弱，电阻率与温度有很大关系。 据此性质，可以制成------热敏器件，光敏器件 因此也导致---------半导体器件的温度稳定性差 室温(300K)自由电子、空穴对：硅～1010/cm3，锗～1013/cm3 温度T ≈ 0，本征激发≈ 0，本征半导体不导电 电阻率对温度极敏感 看P11 中下 电阻率为负温度系数 二、杂质半导体 N 型和 P 型 载流子数 ? 空穴数 载流子数 ? 电子数 特点：载流子浓度[电阻率]由掺杂决定。但对温度仍然敏感 N型半导体 多数载流子：自由电子 空穴 少数载流子： 空穴 自由电子 P型半导体 掺5价的 掺3价的 大约掺百万分之一杂质 空间电荷区、耗尽层、势垒层 多子扩散、少子漂移，离子不动 1. 载流子的浓度差 引起多子的扩散 内建电场 2. 复合使交界面形成空间电荷区 (耗尽层) 空间电荷区特点: 无载流子， 阻止扩散进行， 3. 扩散和漂移达到动态平衡 总电流 I = 0 [注意，现在还没有外加电场] P 区 N 区 内电场 外电场 外电场使多子向 PN 结移动，中和部分离子使空间电荷区变窄。 IF 限流电阻 扩散运动加强形成正向电流 IF IF = I多子 ? I少子 ? I多子 P 区 N 区