模擬電子技術》電子教案

1、1、1半導體的基礎知識我們這一章要了解的概念有：本征半導體、P型半導體、N型半導體及它們各自的特征。在學習半導體之前我們還要了解一些物質(zhì)導電性的基礎知識：物質(zhì)物質(zhì)為什麼會導電為什麼會導電.一:本征半導體本征半導體純凈晶體結(jié)構的半導體我們稱之為本征半導體本征半導體。常用的半導體材料有：硅和鍺。它們都是四價元素，原子結(jié)構的最外層軌道上有四個價電子，當把硅或鍺制成晶體時，它們是靠共價鍵共價鍵的作用而緊密聯(lián)系在一起。共價鍵中的一些價電子由于熱運

2、動獲得一些能量，從而擺脫共價鍵的約束成為自由電子，同時在共價鍵上留下空位，我們稱這些空位為空穴空穴，它帶正電。我們用晶體結(jié)構示意圖來描述一下；如圖（1）所示：圖中的虛線代表共價鍵。在外電場作用下，自由電子產(chǎn)生定向移動，形成電子電流；同時價電子也按一定的方向一次填補空穴，從而使空穴產(chǎn)生定向移動，形成空穴電流。因此，在晶體中存在兩種載流子，即帶負電自由電子和帶正電空穴，它們是成對出現(xiàn)的。二：雜質(zhì)半導體二：雜質(zhì)半導體在本征半導體中兩種載流子的

3、濃度很低，因此導電性很差。我們向晶體中有控制的摻入特定的雜質(zhì)來改變它的導電性，這種半導體被稱為雜質(zhì)半導體雜質(zhì)半導體。1.N1.N型半導體型半導體在本征半導體中，摻入5價元素，使晶體中某些原子被雜質(zhì)原子所代替，因為雜質(zhì)原子最外層有5各價電子，它與周圍原子形成共價鍵在電場的作用下，載流子將作漂移運動，它的運動方向與擴散運動的方向相反，阻止擴散運動。電場的強弱與擴散的程度有關，擴散的越多，電場越強，同時對擴散運動的阻力也越大，當擴散運動與漂移

4、運動相等時，通過界面的載流子為0。此時，PN結(jié)的交界區(qū)就形成一個缺少載流子的高阻區(qū)，我們又把它稱為阻擋層或耗盡層。11、2P—N結(jié)(第二頁)二：二：PNPN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦晕覀冊赑N結(jié)兩端加不同方向的電壓，可以破壞它原來的平衡，從而使它呈現(xiàn)出單向?qū)щ娦浴?.PN1.PN結(jié)外加正向電壓結(jié)外加正向電壓PN結(jié)外加正向電壓的接法是P區(qū)接電源的正極，N區(qū)接電源的負極。這時外加電壓形成電場的方向與自建場的方向相反，從而使阻擋層變窄，擴散

5、作用大于漂移作用，多數(shù)載流子向?qū)Ψ絽^(qū)域擴散形成正向電流，方向是從P區(qū)指向N區(qū)。如圖（1）所示這時的PN結(jié)處于導通狀態(tài)，它所呈現(xiàn)的電阻為正向電阻，正向電壓越大，電流也越大。它的關系是指數(shù)關系：其中：ID為流過PN結(jié)的電流，U為PN結(jié)兩端的電壓，UT=kTq稱為溫度電壓當量，其中，k為波爾茲曼常數(shù)，T為絕對溫度，q為電子電量，在室溫下（300K）時UT=26mv，IS為反向飽和電流。這個公式我們要掌握好！2.PN2.PN結(jié)外加反向電壓結(jié)外加