2014電子技術(shù)新版本1.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)樊 冰J5D413學(xué)時(shí)安排：講課 50學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn) 14學(xué)時(shí) 參考書：1、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 清華大學(xué) 華成英2、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 清華大學(xué) 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(jī)70% 平時(shí)成績(jī)30%（實(shí)驗(yàn)、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(cè)幾乎都可以找到。 是一個(gè)分欄目分應(yīng)用提供技術(shù)資料的網(wǎng)站，主要包括傳感與控制；單片機(jī)；模擬技術(shù)；EDA/PLD；嵌入式系統(tǒng)；電源技術(shù)；存儲(chǔ)器；DSP；接口電路；無(wú)線通信；電測(cè)儀表等。 是專業(yè)芯片供應(yīng)網(wǎng)站，為芯片的購(gòu)買提供方便。 網(wǎng)絡(luò)資源： 數(shù)字芯片兩大部分、模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)：在時(shí)間和幅值

2、上都是連續(xù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：在時(shí)間和幅值上都是離散的信號(hào)。 模擬電路（17章） 處理模擬信號(hào)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(biāo)以及如何改善這些性能指標(biāo)。 、模擬電路和數(shù)字電路數(shù)字電路（812章） 處理數(shù)字信號(hào)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(biāo)表示總量（含交、直流）。如，uCE、iB等。 大寫字母、大寫下標(biāo)表示直流量。如，UCE、IC等。 小寫字母、小寫下標(biāo)表示純交流量。如，uce、ib等。 上方有圓點(diǎn)的大寫字母、小寫下標(biāo)表示相量。如， 、 等。書中有關(guān)符號(hào)的約定實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的幾點(diǎn)要求1、實(shí)驗(yàn)前：要

3、充分預(yù)習(xí)，要寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、原始數(shù)據(jù)記錄表格以及指導(dǎo)書上所要求的必要的理論計(jì)算結(jié)果；2、實(shí)驗(yàn)中：要盡量避免遲到，不要無(wú)故曠課，遵守課堂紀(jì)律和實(shí)驗(yàn)室的各種規(guī)章制度；3、實(shí)驗(yàn)后：對(duì)所測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收，對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整理情況進(jìn)行檢查；4、實(shí)驗(yàn)：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；5、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求：有理論分析；要實(shí)事求是； 字跡要清楚；文理要通順。1.常用半導(dǎo)體器件1.1 半導(dǎo)體的基本知識(shí)1.2 二極管及其基本應(yīng)用1.3 三極管*1.4 場(chǎng)效應(yīng)管1.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)一、本征半導(dǎo)體二、雜質(zhì)半導(dǎo)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(yīng)一、本征半導(dǎo)體 導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。無(wú)雜質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)本征半導(dǎo)體是純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。1、什么是半導(dǎo)體？什么是本征半導(dǎo)體？ 導(dǎo)體鐵、鋁、銅等金屬元素等低價(jià)元素，其最外層電子在外電場(chǎng)作用下很容易產(chǎn)生定向移動(dòng)，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(qiáng)，只有在外電場(chǎng)強(qiáng)到一定程度時(shí)才可能導(dǎo)電。 半導(dǎo)體硅（Si）、鍺（Ge），均為四價(jià)元素，它們?cè)拥淖钔鈱与娮邮茉雍说氖`力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。1、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)由于熱運(yùn)動(dòng)，具有足夠能量的價(jià)電子掙脫共價(jià)鍵的束縛而成為自由電子自由電子的產(chǎn)生使共價(jià)鍵中留有一個(gè)空位置，稱為空穴 自由電子與空穴相

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

6、導(dǎo)體 1. N型半導(dǎo)體磷（P） 雜質(zhì)半導(dǎo)體主要靠多數(shù)載流子導(dǎo)電。摻入雜質(zhì)越多，多子濃度越高，導(dǎo)電性越強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性可控。多數(shù)載流子 空穴比未加雜質(zhì)時(shí)的數(shù)目多了？少了？為什么？2. P型半導(dǎo)體硼（B）多數(shù)載流子 P型半導(dǎo)體主要靠空穴導(dǎo)電，摻入雜質(zhì)越多，空穴濃度越高，導(dǎo)電性越強(qiáng)， 在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，溫度變化時(shí)，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(dǎo)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(dǎo)體中少子的數(shù)量主要與 （a. 摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。 3. 當(dāng)溫度升高時(shí)，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(dǎo)體中的電流主要是 ，N 型半導(dǎo)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(yùn)動(dòng)稱為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。氣體、液體、固體均有之。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)P區(qū)空穴濃度遠(yuǎn)高于N區(qū)。N區(qū)自由電子濃度遠(yuǎn)高于P區(qū)。 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)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(chǎng)，不利于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)進(jìn)行。PN結(jié)的形成 因電場(chǎng)作用所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。 參與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)的載流子數(shù)目相同，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，就形成了PN結(jié)。漂移運(yùn)動(dòng) 由于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)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(chǎng)，從而阻止擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行。內(nèi)電場(chǎng)使空穴從N區(qū)向P區(qū)、自由電子從P區(qū)向N 區(qū)運(yùn)動(dòng)。PN結(jié)加正