模拟电子技术基础(第4版华成英)ppt幻灯片.pptVIP

三、晶体管的共射输入特性和输出特性 为什么UCE增大曲线右移？ 对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。 为什么像PN结的伏安特性？ 为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了？ 1. 输入特性 2. 输出特性 β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下 ? 对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。 为什么uCE较小时iC随uCE变化很大？为什么进入放大状态曲线几乎是横轴的平行线？ 饱和区 放大区 截止区 华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 中华民族有着五千多年的文明历史，中华民族在世界上是一个非常卓越和伟大的民族。我们有过繁荣昌盛的唐朝，有过强盛无比疆域辽阔的汉朝和元朝，更有灿烂美丽的唐、宋文化 第一章 半导体二极管和三极管 第一章 半导体二极管和三极管 §1.1 半导体基础知识 §1.2 半导体二极管 §1.3 晶体三极管 §1 半导体基础知识 一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电容效应 一、本征半导体 导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。 1、什么是半导体？什么是本征半导体？ 导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。 绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导电。 半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。 无杂质 稳定的结构 2、本征半导体的结构 在常温下，由于分子的热运动，具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子（带负电）。 自由电子的产生使共价键中留有一个空位置，称为空穴（带正电）。 共价键 一定温度下，产生的自由电子和空穴数目，与复合掉的自由电子与空穴对的数目是相等的，我们称达到了动态平衡。 一旦达到动态平衡，在本征半导体中，自由电子的浓度和空穴的浓度就是一定的了； 在这样条件下，我们给晶体硅中加一个外电场，如图所示： 动态平衡 两种载流子 外加电场时，带负电的自由电子和带正电的空穴均参与导电，且运动方向相反。由于载流子数目很少，故导电性很差。 为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？ 3、本征半导体中的两种载流子 运载电荷的粒子称为载流子。 温度升高，热运动加剧，载流子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。 二、杂质半导体 1. N型半导体 磷（P） 杂质半导体主要靠多数载流子导电。掺入杂质越多，多子浓度越高，导电性越强，实现导电性可控。 多数载流子 此时，自由电子与空穴的数目不再相等了，自由电子浓度高于空穴浓度，此时若加一个外电场，它的导电主要靠自由电子导电。当掺入的P元素越多，形成的自由电子越多，导电性能越好， 2. P型半导体 硼（B） 多数载流子 P型半导体主要靠空穴导电，掺入杂质越多，空穴浓度越高，导电性越强， 在杂质半导体中，温度变化时，载流子的数目变化吗？少子与多子变化的数目相同吗？少子与多子浓度的变化相同吗？ 四、PN结的形成及其单向导电性 物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气体、液体、固体均有之。 扩散运动 P区空穴浓度远高于N区。 N区自由电子浓度远高于P区。 扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面N区的自由电子浓度降低，产生内电场。 扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面N区的自由电子浓度降低，产生内电场。 PN 结的形成 因电场作用所产生的运动称为漂移运动。 参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态平衡，就形成了PN结。 漂移运动 由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成内电场，从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P区、自由电子从P区向N 区运动。 PN结加正向电压导通： 耗尽层变窄，扩散运动加剧，由于外电源的作用，形成扩散电流，PN结处于导通状态。 PN结加反向电压截止： 耗尽层变宽，阻止扩散运动，有利于漂移运动，形成漂移电流。由于电流很小，故可近似认为其截止。 PN 结的单向导电性 必要吗？ 清华大学 华成英 hchya@tsinghua.edu.cn 四、PN 结的电容效应 1. 势垒电容 PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放电相同，其等效电容称为