第一章半导体二极管及基本电路.pptxVIP

电子技术电工电子教学基地编制一、课程的性质及任务1. 本课程是一门电子技术方面的入门技术基础课，是研究各种半导体器件、电子线路及应用的一门学科。2. 学生通过本课程的学习，掌握一些有关电子技术的基本理论、基本知识，为今后进一步学习打下一定的基础。二 研究对象1.电子器件的特性、参数；2.电子线路分析的基本方法：即模拟电路和数字电路的分析方法。3.有关应用。三 研究方法电子技术的研究方法与电路不同，它具有更强的工程性质，在分析中常用工程近似法突出主要问题，使分析过程得以简化。讲授内容第一章 半导体二极管及基本电路 第二章 晶体管及基本放大电路 第四章 反馈放大电路 第五章 集成电路运算放大器及应用 第八章 数字电路基础第九章 逻辑代数与逻辑函数 第十章 组合逻辑电路 第十一 双稳态触发器 第十二章 时序逻辑电路 电子技术发展概况 1906年真空三极管的诞生，标志着第一代电子器件——真空管开始形成。20世纪40年代后期，出现了一种新型的电子器件——半导体器件，它被称为第二代电子器件。1959年第三代电子器件——集成电路诞生。集成电路的发展经历了小规模、中规模、大规模和超大规模等不同阶段。第一块集成电路上只有四只晶体管，而目前的集成电路已经可以在一片硅片上集成几千万只，甚至上亿只晶体管。第一章 半导体二极管 及基本电路基本要求 理解 P N 结的单向导电性，理解二极管、稳压管的工作原理，掌握分析二极管、稳压管电路的分析方法。基本内容基础知识半导体二极管 二极管基本电路及分析方法 稳压二极管及电路分析方法 1.1半导体的基础知识半导体按物体的导电性能，可将物体分为导体、绝缘体和半导体三类。导体：电阻率很低、电流易通过、导电性强的物体。绝缘体：电阻率很高、电流不通过、无导电能力的物体。 半导体：它的导电能力介于导体和绝缘体之间的物体。半导体是如何导电的？怎样提高其导电能力？ 第一章 半导体二极管及基本电路/1.1 半导体的基础知识(a)锗Ge 的原子结构(b)硅Si 的原子结构1. 本征半导体 半导体经高度提纯并制成晶体后，原子间组成某种形式的晶体点阵，这种半导体称为本征半导体。也就是完全纯净的、具有晶体结构的半导体。第一章 半导体二极管及基本电路/1.1 半导体的基础知识/本征半导体本征半导体导电方式 以硅（Si）元素为例讨论、分析 硅单晶中的共价键结构第一章 半导体二极管及基本电路/1.1 半导体的基础知识/本征半导体 1）自由电子和空穴的形成 在外界的影响下（如热、光、电场、磁场等），使得其共价键中的价电子获得一定能量后，电子受到激发脱离共价键，成为自由电子（带负电），共价键中留下一个空位，称为“空穴”。价电子空穴 自由电子第一章 半导体二极管及基本电路/1.1 半导体的基础知识/本征半导体 2）载流子的形成在外电场的作用下，价电子填补空穴，就好像空穴在运动。而空穴运动的方向与价电子运动的方向相反，空穴运动相当于正电荷的运动。当加上一定方向的电场后，就会不断有激发、复合过程，出现两部分的电流，即 电子电流：自由电子作定向运动所形成的电； 空穴电流：被原子核束缚的价电子递补空穴所形成的电流。自由电子和空穴是运载电荷的粒子，称为载流子第一章 半导体二极管及基本电路/1.1 半导体的基础知识/本征半导体杂质半导体2.杂质半导体杂质半导体——在本征半导体中掺入微量的杂质(某种元素），而形成的半导体。N 型半导体P 型半导体第一章 半导体二极管及基本电路/1.1 半导体的基础知识/杂质半导体磷原子的结构硅晶体中掺磷出现自由电子N 型半导体在硅（或锗）的晶体中掺人少量的五价元素（如磷元素），如图所示，多余的第五个价电子很容易挣脱磷原子核的束缚而成为自由电子。第一章 半导体二极管及基本电路/1.1 半导体的基础知识/杂质半导体半导体中的自由电子数目大量增加，于是有：自由电子数 ＞＞ 空穴数 多数载流子 少数载流子以自由电子导电作为主要导电方式的半导体，称为电子半导体或 N 型半导体（N —type semiconductor ) 。N 型半导体示意图第一章 半导体二极管及基本电路/1.1 半导体的基础知识/杂质半导体硅晶体掺硼出现空穴硼原子的结构P 型半导体自由电子数 ＜＜空穴数 少数载流子 多数载流子以空穴导电作为主要导电方式的半导体，称为空穴半导体或 P型半导体 (P —type semiconductor ) 。第一章 半导体二极管及基本电路/1.1 半导体的基础知识/杂质半导体N 型、P 型半导体示意图N 型半导体P 型半导体杂质半导体中多数载流子浓度取决于 少数载流子浓度取决于掺杂浓度温度第一章 半导体二极管及