模擬電子技術(shù)》電子教案

1、1、1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)我們這一章要了解的概念有：本征半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體及它們各自的特征。在學(xué)習(xí)半導(dǎo)體之前我們還要了解一些物質(zhì)導(dǎo)電性的基礎(chǔ)知識(shí)：物質(zhì)物質(zhì)為什麼會(huì)導(dǎo)電為什麼會(huì)導(dǎo)電.一:本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體純凈晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體我們稱之為本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體。常用的半導(dǎo)體材料有：硅和鍺。它們都是四價(jià)元素，原子結(jié)構(gòu)的最外層軌道上有四個(gè)價(jià)電子，當(dāng)把硅或鍺制成晶體時(shí)，它們是靠共價(jià)鍵共價(jià)鍵的作用而緊密聯(lián)系在一起。共價(jià)鍵中的一些價(jià)電子由于熱運(yùn)

2、動(dòng)獲得一些能量，從而擺脫共價(jià)鍵的約束成為自由電子，同時(shí)在共價(jià)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(gòu)示意圖來(lái)描述一下；如圖（1）所示：圖中的虛線代表共價(jià)鍵。在外電場(chǎng)作用下，自由電子產(chǎn)生定向移動(dòng)，形成電子電流；同時(shí)價(jià)電子也按一定的方向一次填補(bǔ)空穴，從而使空穴產(chǎn)生定向移動(dòng)，形成空穴電流。因此，在晶體中存在兩種載流子，即帶負(fù)電自由電子和帶正電空穴，它們是成對(duì)出現(xiàn)的。二：雜質(zhì)半導(dǎo)體二：雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中兩種載流子的

3、濃度很低，因此導(dǎo)電性很差。我們向晶體中有控制的摻入特定的雜質(zhì)來(lái)改變它的導(dǎo)電性，這種半導(dǎo)體被稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體。1.N1.N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中，摻入5價(jià)元素，使晶體中某些原子被雜質(zhì)原子所代替，因?yàn)殡s質(zhì)原子最外層有5各價(jià)電子，它與周圍原子形成共價(jià)鍵在電場(chǎng)的作用下，載流子將作漂移運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)方向與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向相反，阻止擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)的強(qiáng)弱與擴(kuò)散的程度有關(guān)，擴(kuò)散的越多，電場(chǎng)越強(qiáng)，同時(shí)對(duì)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的阻力也越大，當(dāng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與漂移

4、運(yùn)動(dòng)相等時(shí)，通過(guò)界面的載流子為0。此時(shí)，PN結(jié)的交界區(qū)就形成一個(gè)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(yè))二：二：PNPN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦晕覀冊(cè)赑N結(jié)兩端加不同方向的電壓，可以破壞它原來(lái)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(fù)極。這時(shí)外加電壓形成電場(chǎng)的方向與自建場(chǎng)的方向相反，從而使阻擋層變窄，擴(kuò)散

5、作用大于漂移作用，多數(shù)載流子向?qū)Ψ絽^(qū)域擴(kuò)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(shí)的PN結(jié)處于導(dǎo)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(guān)系是指數(shù)關(guān)系：其中：ID為流過(guò)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(dāng)量，其中，k為波爾茲曼常數(shù)，T為絕對(duì)溫度，q為電子電量，在室溫下（300K）時(shí)UT=26mv，IS為反向飽和電流。這個(gè)公式我們要掌握好！2.PN2.PN結(jié)外加反向電壓結(jié)外加