2014電子技術(shù)新版本1.1半導體基礎(chǔ)知識

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)樊 冰J5D413學時安排：講課 50學時 實驗 14學時 參考書：1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 清華大學 華成英2、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 清華大學 閻石3、電子技術(shù)基礎(chǔ) 高教出版社 周良權(quán)考試方法：考試成績70% 平時成績30%（實驗、出勤率、作業(yè)） 是武漢力源公司的技術(shù)資料網(wǎng)站，大部分芯片的數(shù)據(jù)手冊幾乎都可以找到。 是一個分欄目分應用提供技術(shù)資料的網(wǎng)站，主要包括傳感與控制；單片機；模擬技術(shù)；EDA/PLD；嵌入式系統(tǒng)；電源技術(shù)；存儲器；DSP；接口電路；無線通信；電測儀表等。 是專業(yè)芯片供應網(wǎng)站，為芯片的購買提供方便。 網(wǎng)絡(luò)資源： 數(shù)字芯片兩大部分、模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：在時間和幅值

2、上都是連續(xù)的信號。數(shù)字信號：在時間和幅值上都是離散的信號。 模擬電路（17章） 處理模擬信號的電子電路稱為模擬電路。 模擬電路著重研究電路的各種性能指標以及如何改善這些性能指標。 、模擬電路和數(shù)字電路數(shù)字電路（812章） 處理數(shù)字信號的電子電路稱為數(shù)字電路。 數(shù)字電路著重研究電路的輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系，即電路的邏輯功能。小寫字母、大寫下標表示總量（含交、直流）。如，uCE、iB等。 大寫字母、大寫下標表示直流量。如，UCE、IC等。 小寫字母、小寫下標表示純交流量。如，uce、ib等。 上方有圓點的大寫字母、小寫下標表示相量。如， 、 等。書中有關(guān)符號的約定實驗環(huán)節(jié)的幾點要求1、實驗前：要

3、充分預習，要寫出預習報告，內(nèi)容包括實驗目的、實驗原理、實驗電路、實驗所需儀器設(shè)備、實驗內(nèi)容、原始數(shù)據(jù)記錄表格以及指導書上所要求的必要的理論計算結(jié)果；2、實驗中：要盡量避免遲到，不要無故曠課，遵守課堂紀律和實驗室的各種規(guī)章制度；3、實驗后：對所測量的結(jié)果進行驗收，對實驗臺的整理情況進行檢查；4、實驗：在規(guī)定的時間內(nèi)完成指定的實驗內(nèi)容；5、實驗報告的要求：有理論分析；要實事求是； 字跡要清楚；文理要通順。1.常用半導體器件1.1 半導體的基本知識1.2 二極管及其基本應用1.3 三極管*1.4 場效應管1.1半導體基礎(chǔ)知識一、本征半導體二、雜質(zhì)半導體三、PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦运?、PN結(jié)的電容效

4、應一、本征半導體 導電性介于導體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導體。無雜質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)本征半導體是純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導體。1、什么是半導體？什么是本征半導體？ 導體鐵、鋁、銅等金屬元素等低價元素，其最外層電子在外電場作用下很容易產(chǎn)生定向移動，形成電流。 絕緣體惰性氣體、橡膠等，其原子的最外層電子受原子核的束縛力很強，只有在外電場強到一定程度時才可能導電。 半導體硅（Si）、鍺（Ge），均為四價元素，它們原子的最外層電子受原子核的束縛力介于導體與絕緣體之間。1、本征半導體的結(jié)構(gòu)由于熱運動，具有足夠能量的價電子掙脫共價鍵的束縛而成為自由電子自由電子的產(chǎn)生使共價鍵中留有一個空位置，稱為空穴 自由電子與空穴相

5、碰同時消失，稱為復合。共價鍵 一定溫度下，自由電子與空穴對的濃度一定；溫度升高，熱運動加劇，掙脫共價鍵的電子增多，自由電子與空穴對的濃度加大。載流子 外加電場時，帶負電的自由電子和帶正電的空穴均參與導電，且運動方向相反。由于載流子數(shù)目很少，故導電性很差。 溫度升高，熱運動加劇，載流子濃度增大，導電性增強。 熱力學溫度0K時不導電。2、本征半導體中的兩種載流子運載電荷的粒子稱為載流子。+4+4+4+4+4+4+4+4+4共價鍵內(nèi)的電子稱為束縛電子價帶導帶掙脫原子核束縛的電子稱為自由電子價帶中留下的空位稱為空穴禁帶EG外電場E自由電子定向移動形成電子流束縛電子填補空穴的定向移動形成空穴流二、雜質(zhì)半

6、導體 1. N型半導體磷（P） 雜質(zhì)半導體主要靠多數(shù)載流子導電。摻入雜質(zhì)越多，多子濃度越高，導電性越強，實現(xiàn)導電性可控。多數(shù)載流子 空穴比未加雜質(zhì)時的數(shù)目多了？少了？為什么？2. P型半導體硼（B）多數(shù)載流子 P型半導體主要靠空穴導電，摻入雜質(zhì)越多，空穴濃度越高，導電性越強， 在雜質(zhì)半導體中，溫度變化時，載流子的數(shù)目變化嗎？少子與多子變化的數(shù)目相同嗎？ 1. 在雜質(zhì)半導體中多子的數(shù)量主要 與 （a. 摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。 2. 在雜質(zhì)半導體中少子的數(shù)量主要與 （a. 摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。 3. 當溫度升高時，少子的數(shù)量 （a. 減少、b. 不變、c. 增多）。abc 4. 在外加電

7、壓的作用下，P 型半導體中的電流主要是 ，N 型半導體中的電流主要是 。 （a. 電子電流、b.空穴電流） ba三、PN結(jié)的形成及其單向?qū)щ娦?物質(zhì)因濃度差而產(chǎn)生的運動稱為擴散運動。氣體、液體、固體均有之。擴散運動P區(qū)空穴濃度遠高于N區(qū)。N區(qū)自由電子濃度遠高于P區(qū)。 擴散運動使靠近接觸面P區(qū)的空穴濃度降低、靠近接觸面N區(qū)的自由電子濃度降低，產(chǎn)生內(nèi)電場，不利于擴散運動的繼續(xù)進行。PN結(jié)的形成 因電場作用所產(chǎn)生的運動稱為漂移運動。 參與擴散運動和漂移運動的載流子數(shù)目相同，達到動態(tài)平衡，就形成了PN結(jié)。漂移運動 由于擴散運動使P區(qū)與N區(qū)的交界面缺少多數(shù)載流子，形成內(nèi)電場，從而阻止擴散運動的進行。內(nèi)電場使空穴從N區(qū)向P區(qū)、自由電子從P區(qū)向N 區(qū)運動。PN結(jié)加正