第1章 半导体论述.pptVIP

概 述 1.电子技术的 应用: 通讯(communication); 控制(control); 计算机(computer); 消费(consumer) 2.半导体技术发展概况 1904年----电子管(第一代);（真空管） 1948年----晶体管(第二代);（半导体材料） 1961年----集成电路(第三代,小规模,几十个元件); 1975年----超大规模(第四代,10000个元件以上). 集成度： 1960年： 100个元件 SSI（小规模） 1966年： 100 x 1000个元件 MSI(中规模） 1969年：1000 x 10000个元件 LSI(大规模） 1975年： 10000以上 VLSI(超大规模） 1978年： 30000以上 每平方毫米大约2000个元件 概 述 3.课程安排 1).讨论对象:以集成为主,分立为辅的各种电子电路. 2).课程体系 模拟电路 按处理信号的功能 数字电路 电子技术 按逻辑或非逻 电子电路 辑设计方式 计算机结构与逻辑设计 模拟电路：处理模拟信号的电路。 模拟信号：模拟其它物理量的连续变化 的电信号。 数字电路：处理数字信号的电路。 数字信号：离散的高低电平信号，常用 “1”和“0”两种状态表示。 概 述 3).内容安排:按主要参考书的章节顺序讨论(具体内容参考教学日历安排). 教材:《电子电路基础》 参考书:《模拟电子技术基础简明教程(第二版) 》 清华大学:杨素行主编,高教出版社; 《电子技术基础模拟部分(第四版) 》 华中科技大学:康华光主编,高教出版社 4 .学习方法及要求 1).从工程观点出发,正确分析,合理近似; 2).注意交直流的概念及所用符号的区别; 3).课后认真复习,独立完成作业(每周三交作业）。 第1章 半导体器件概述 1.1 PN结及半导体二极管 1.1.1 P型及N型半导体 1.半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称 之为半导体. 良好的金属材料导体,电阻率:10-6~10-4Ω.cm 绝缘体(陶瓷、石蜡等),电阻率: 1010~1020 Ω.cm 半导体,电阻率: 10-3~109 Ω.cm 常用半导体材料 (常温270c左右)： 锗(Ge):47 Ω.cm; 硅(Si): 2.14*105 Ω.cm 半导体的特殊性能: 热敏特性;光敏特性;掺杂特性 热敏特性：温度↑→电阻率↓（负温度系数） 光敏特性：光照时，电阻率↓ 掺杂特性：亿分之一的掺杂，导电能力显著 变化（24000）倍。 2.半导体的晶体结构和载流子 四价元素 本征半导体的晶体结构 共价键: 原子间共用 价电子所形 成的束缚作 用 本征半导体的晶体结构 “空穴”: 价电子挣脱束 缚后,在共价键 中留下的一个 空位; 空穴带正电; 空穴能移动. 3.N型半导体 掺入5价元素(磷、砷、锑等),自由电子数远大于空穴数,主要依靠自由电子导电,自由电子带负电(Negative); N型半导体的晶体结构 4.P型半导体 掺入3价元素(如硼、铝、铟等),空穴数远大于自由电子数,主要依靠空穴导电,空穴带正电(Positive); P型半导体的晶体结构 第1章 半导体器件概述 1.1.2半导体二极管 1. PN结 PN结:在两种半导体的交界面处,一个具有特殊性质的薄层,叫PN结. 特殊性质的薄层:由不能移动的正负离子所形成的空间电荷区(该区域内几乎不存在可以自由运动的载流子,所以也称为耗尽层)