《模拟电子线路》第2章杨凌.pptxVIP

杨凌《模拟电子线路》第2章

第2章半导体二极管及其基本电路§2.0引言电路器件应用RichardJ.Valentine─摩托罗拉公司首席工程师“分立半导体器件是大多数电子电路的基本构件,即使对于微型计算机芯片这样的复杂集成电路器件,也是由二极管和晶体管构成的。工程师在开始设计电路之前,不管这个电路是一个普通的家用计算机电源,还是一个含有500万个晶体管的微处理器集成电路,了解其中的单个元器件的工作原理是非常必要的。”

“每种类型的半导体设备都有其独特的性能,从而满足不同01的电路要求.学习这些特性能帮助电路设计着更快地选择正确02的元器件.花时间学习每种分立半导体器件如何工作,以及它们03与其他元件如何相互作用,最终会得到回报的.”04“任何电子类职业都会涉及到半导体器件的应用甚至设计.05掌握半导体器件的基本知识,无论对于那些测试二极管、晶体06管以及微电路芯片的技工,还是那些将半导体器件设计到电子07设备中的工程师来说,都是非常重要的.”082.0引言

硅(Si)和锗(Ge)是常用的半导体材料,它们广泛用于半导体器件和集成电路中,其他半导体材料用在特殊的领域中,例如砷化镓(GaAs)及其相关化合物用在特高速器件和光器件中.半导体的导电率介于导体和绝缘体之间(10－3～109Ω·cm).本征半导体是一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体.本征半导体呈电中性.本征半导体2.1半导体的基本知识

§2.1半导体的基本知识+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子空穴图2.1图2.2本征激发

2.1半导体的基本知识ni=pi=AT3/2e－Eg0/2kT（2—1）3.88×1016cm－3K－3/2（Si）1.76×1016cm－3K－3/2（Ge）1.21eV（Si）0.785eV（Ge）k(玻尔兹曼常数)=8.63×10－5eV/KT↑→ni↑，T=300K，ni(Si)≈1.5×1010cm－3ni(Ge)≈2.4×1013cm－3;T—(K)A=Eg0(禁带宽度)=

硅本征半导体中自由电子的浓度为1.5×1010cm－3,看上1去似乎很大,但和硅原子的浓度4.96×1022cm－3相比还是很小2的.所以,本征半导体的导电能力很弱(本征硅的电阻率约为32×105Ω·cm).4杂质半导体5掺有杂质的半导体称为杂质半导体.在掺杂过程中,通过6控制自由电子和空穴的浓度,来控制半导体的导电性能.7杂质半导体依然呈电中性.82.1半导体的基本知识

§2.1半导体的基本知识1.N型半导体多子:自由电子少子:空穴+4+5+4+4+4P施主杂质图2.3+4+3+4+4+4B受主杂质图2.42.P型半导体多子:空穴少子:自由电子

2.1半导体的基本知识在热平衡条件下n0p0=ni2（2—2）N型半导体n0=Nd+p0≈Nd（2—3）Nd—施主原子浓度.P型半导体p0=Na+n0≈Na