半导体的基础知识5.pptVIP

教材 推荐参考书 2、本征半导体中的两种载流子 自由电子——价电子因受热而获得足够的能量挣脱共价键的束缚。 空穴——失去价电子的原子在该共价键上留下的空位。 本征半导体由于受热而产生电子-空穴对的现象称为本征激发。 2.本征半导体中的两种载流子— 自由电子、空穴 空穴是能够运动的，运动方向与自由电子的运动方向相反。 能够运载电荷的粒子称为载流子。空穴可看成是带正电荷的粒子 。 复合——空穴被自由电子填入，电子-空穴对消失的现象。 热平衡状态——在本征半导体中，本征激发产生的电子-空穴对与复合的电子-空穴对数目相等时的状态。 处于热平衡状态下的本征半导体，其载流子的浓度是一定的，并且自由电子的浓度和空穴的浓度相等。 1.1.2 杂质半导体 1. N型半导体 ——在本征半导体中，掺入微量的五价元素(如磷、砷等)。 在N型半导体中，自由电子为多数载流子（简称多子），空穴为少数载流子（简称少子）。 N--Negative 施主原子——能释放出电子的杂质原子。 整个半导体呈电中性。 1.1.2 杂质半导体 1.N型半导体 ——在本征半导体中，掺入微量的五价元素。 电结构 2、P型半导体 ——在本征半导体中，掺入微量的三价元素(如硼、铝等)。 P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子。 P—Positive 受主原子——起接受电子的作用的杂质原子。 整个半导体呈电中性。 2、P型半导体 ——在本征半导体中，掺入微量的三价元素。 电结构 1.1.2 杂质半导体 杂质半导体的导电性能主要取决于多子浓度。多子浓度主要由掺杂浓度决定，其值较大且稳定，杂质半导体的导电性能得到显著改善。少子对杂质半导体的导电性能也有影响，由于少子是由本征激发产生的，其大小随温度的升高和光照而增大，故半导体器件的性能对温度、光照敏感。 1.1.3 PN结及其单向导电性 一、PN结的形成 扩散运动——由于存在浓度差引起的载流子从浓度高区域向浓度低区域的运动。 P区 N区 一、PN结的形成 PN结——空间电荷区（又称耗尽层）。 内电场阻止多子的扩散运动（故空间电荷区又称为阻挡层），但同时促使少数载流子产生漂移运动。 一、PN结的形成 内建电位差——动态平衡时PN结两侧的电位差，又称接触电位差，用UB表示，其大小与材料、掺杂浓度和温度有关。 对称结——P型区和N型区的掺杂浓度相等时产生的。 不对称结——两边掺杂浓度不等时，产生的。 图1.1.5有示。 二、PN结的单向导电性 1、PN结正向偏置时（P区接高电位，N区接低电位，简称正偏） 正偏使空间电荷区变窄，多子的扩散大于少子的漂移，形成正向电流，其数值较大，PN结呈现低阻导通状态。 二、PN结的单向导电性 2、PN结反向偏置时（P区接低电位，N区接高电位，简称反偏） 反偏使空间电荷区变宽，多子的扩散运动几乎停止，只有少子的漂移运动形成反向电流，其数值很小。PN结呈现高阻截止状态。 在一定的温度下，当外加反向电压超过某个数值后，反向电流将不再随着外加反向电压的增加而增大，故又称为反向饱和电流(Reverse Saturation Current)，用IS表示。 二、PN结的单向导电性 2、PN结反向偏置时 U T ——温度电压当量，常温情况下，U T ≈ 26mV。 若u 0,且| u | U T，有： 若u U T，有： 二、PN结的单向导电性 3、PN结的伏安方程: ——指数规律变化 ——几乎不变 讨论题 补充题： 有人说：“因为N型半导体中的多子是自由电子，所以它带负电。”这种说法对吗？为什么？ P7: 1.1.1~1.1.3 课程名称：低频电子线路 理论课计划学时：64 课程类别：必修专业基础课 考核方式：闭卷考试 LED的优点： 1.光电转换效率高，所以节能； 2.响应时间短（毫秒级），用于车灯、信号灯方面比较好； 3.产品不易破损，灯珠比较小，适用于狭小的空间； 4.不含普通日光灯内部的汞等有害物质。 ——Light Emitting Diode， 即发光二极管。 （很大程度反映在电子元器件的发展上） 1947年 贝尔实验室制成第一只晶体管 电子技术的发展　　 电子技术的发展　　 有科学家预测，集成度还将按10倍/6年的速度增长。 1958年 集成电路（第一片只有4晶体管） 1969年 大规模集成电路 1975年 超大规模集成电路 模拟电路 数字电路 ：产生、处理模拟信号 ：产生、处理数字信号 模拟信号：具有连续性。 电子电路的分类　　 数字信号：具有离散性。 模拟电子线路又分为低频与高频两种频段。 　　1. 掌握常用电子元器件和组件的外特性、基本应用。 2.掌握模拟基本电子电路及其工作原