2014电子技术新版本1.1半导体基础知识

1、电子技术基础樊 冰J5D413学时安排：讲课 50学时 实验 14学时 参考书：1、模拟电子技术基础 清华大学 华成英2、数字电子技术基础 清华大学 阎石3、电子技术基础 高教出版社 周良权考试方法：考试成绩70% 平时成绩30%（实验、出勤率、作业） 是武汉力源公司的技术资料网站，大部分芯片的数据手册几乎都可以找到。 是一个分栏目分应用提供技术资料的网站，主要包括传感与控制；单片机；模拟技术；EDA/PLD；嵌入式系统；电源技术；存储器；DSP；接口电路；无线通信；电测仪表等。 是专业芯片供应网站，为芯片的购买提供方便。 网络资源： 数字芯片两大部分、模拟信号和数字信号模拟信号：在时间和幅值

2、上都是连续的信号。数字信号：在时间和幅值上都是离散的信号。 模拟电路（17章） 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 模拟电路着重研究电路的各种性能指标以及如何改善这些性能指标。 、模拟电路和数字电路数字电路（812章） 处理数字信号的电子电路称为数字电路。 数字电路着重研究电路的输入和输出之间的逻辑关系，即电路的逻辑功能。小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。如，uCE、iB等。 大写字母、大写下标表示直流量。如，UCE、IC等。 小写字母、小写下标表示纯交流量。如，uce、ib等。 上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。如， 、 等。书中有关符号的约定实验环节的几点要求1、实验前：要

3、充分预习，要写出预习报告，内容包括实验目的、实验原理、实验电路、实验所需仪器设备、实验内容、原始数据记录表格以及指导书上所要求的必要的理论计算结果；2、实验中：要尽量避免迟到，不要无故旷课，遵守课堂纪律和实验室的各种规章制度；3、实验后：对所测量的结果进行验收，对实验台的整理情况进行检查；4、实验：在规定的时间内完成指定的实验内容；5、实验报告的要求：有理论分析；要实事求是； 字迹要清楚；文理要通顺。1.常用半导体器件1.1 半导体的基本知识1.2 二极管及其基本应用1.3 三极管*1.4 场效应管1.1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

4、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。无杂质稳定的结构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。1、本征半导体的结构由于热运动，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自由电子的产生使共价键中留有一个空位置，称为空穴 自由电子与空穴相

5、碰同时消失，称为复合。共价键 一定温度下，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴对的浓度加大。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。 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。2、本征半导体中的两种载流子运载电荷的粒子称为载流子。+4+4+4+4+4+4+4+4+4共价键内的电子称为束缚电子价带导带挣脱原子核束缚的电子称为自由电子价带中留下的空位称为空穴禁带EG外电场E自由电子定向移动形成电子流束缚电子填补空穴的定向移动形成空穴流二、杂质半

6、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 空穴比未加杂质时的数目多了？少了？为什么？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？ 1. 在杂质半导体中多子的数量主要 与 （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量主要与 （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 3. 当温度升高时，少子的数量 （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。abc 4. 在外加电

7、压的作用下，P 型半导体中的电流主要是 ，N 型半导体中的电流主要是 。 （a. 电子电流、b.空穴电流） ba三、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，不利于扩散运动的继续进行。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