1.1半导体的基本知识.pptVIP

 前言 1、电子线路的定义和组成目的 2、电子线路的发展史 3、电子线路的分类 4、模拟电路的基础 5、学习方法 1. 电子线路的定义和组成目的 电子线路的定义：由电子器件组成并完成一定功能的电路 组成目的：为了对信号进行传输、处理或用来产生某些信号 2、电子线路的发展史 1906年发明电子管，电子线路技术进入实用阶段 1948到1952年相继出现点接触和面接触晶体三极管，电子线路技术进入晶体管电路阶段 50年代末至60年代初，研制成功集成电路，电子线路技术进入微电子时代 3、电子线路的分类 根据构成分： 模拟电路 模拟电路是指对模拟信号传输和处理的电路。 模拟信号是指信号的幅值随时间是连续变化的。 4、模拟电路的基础 ⑴基本电路定律和定理 ⑵半导体器件的工作原理和电路模型 五、学习方法 1、重视课堂教学环节、课后及时复习和做作业； 2、 善于归纳总结； 3、 勤学好问。 第一章 常用半导体器件 §1.1 半导体的基本知识 §1.2 PN结 §1.3 半导体二极管 §1.4 半导体三极管 §1.5 场效应管 §1.1 半导体的基本知识 一. 导体、半导体和绝缘体 二. 半导体的晶体结构和共价键 三. 本征半导体 四. 杂质半导体 一. 导体、半导体和绝缘体 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。 (1) 容易传导电流的物质称为导体，如 银、铜、铝 等，其电阻率小于10-3??cm。 (2) 几乎不传导电流的物质称为绝缘体，如橡胶、陶 瓷、石英、塑料等，其电阻率大于108??cm。 (3) 半导体的电阻率为10-3～108 ??cm。 典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 半导体的独特性质：1、热敏性2、光敏性3、掺杂性 半导体含有1/107的杂质时，电阻率下降到原来的1/16； 而金属中含有1/1000的杂质时，对电阻率的影响还是微不足道的。 三. 本征半导体 本征半导体——化学成分纯净的半导体。 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”。它在物理结构上呈单晶体形态。 1. 半导体中的载流子 载流子——运载电荷的离子 当半导体处于热力学温度0 K时，半导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子。这一现象称为本征激发（也称热激发）。 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性，其正电量与电子的负电量相等，人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。 请看动画 因此，半导体中有两种载流子——电子和空穴。 2. 本征载流子的浓度 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。 游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合。 其中： ni, pi分别表示电子和空穴的浓度（cm-3) T为热力学温度 k为玻尔兹曼常数(8.63?10-5ev/k, 或1.38?10-23J/k) （1）电子空穴对的数量，当T=300K时： 硅： ni= pi=1.43?1010 锗：ni= pi=2.38?1013 （2）本征半导体中载流子浓度取决于禁带宽度和温度T，即半导体的导电性能对温度很敏感。在常温附近，温度每升高8oC，硅的ni增加一倍；温度每升高12oC，锗的ni增加一倍。 3. 半导体中载流子的运动 半导体中载流子有两种运动形式：漂移运动和扩散运动。 （1）漂移运动 漂移运动是载流子在外电场E作用下的定向运动。 （2）扩散运动 载流子由浓度高的区域向浓度低的区域的运动。 四. 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。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 杂质半导体分为两种：1. N型半导体（电子半导体）2. P型半导体（空穴半导体） N型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，可形成N型半导体,也称电子型半导体。 因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易