kaiyun体育下载官网电子技术(电子书)二 杂质半导体- 在本征半导体中掺入微量的杂 质使其导电能力产生明显变化 N型半导体- 掺入微量的五价元素(磷 砷 锑) 由于杂质原子提供自由电子---称 施主原子 N型杂质半导体中电子浓度比同一温度下 本征半导体的电子浓度大得多 所以 加深了导电能力 多子――电子 少子――空穴

　　电子电流 电子在电场作用下 移动产生的电流 带负电荷 x3 →x2 →x1 空穴电流 空穴移动产生的电流 带正电荷 x1 →x2 →x3 电子和空穴称为载流子 激发 束缚电子获能量成为自由电子 和空穴 自由电子浓度=空穴浓度

　　实际特性在I较大时与指数特性有一定差异 I Ge Si ∵在上面讨论忽略了引出线 的接触电阻，P区N区的体电 Ge 0.2-0.3V 0.2V Si 0.6-0.8V 0.7VU 阻及表面漏电流影响 导通电压 导通电压-- 正向电流有明显数 死区电压 值时所对应的电压 阀植电压 ∵ 正向电压较小时,不足影响内电场 ∴载流子扩散运动尚未明显增加 正向电流→0

　　P型半导体 — 掺入微量的三价元素（硼 铝） 由于杂质原子吸收电子——受主原子 多子——空穴 少子——电子 P型杂质半导体中空穴浓度比同一温度下 本征半导体的空穴浓度大得多所以 加 深了导电能力 杂质半导体中 多子浓度由掺杂浓度决定 少子浓度由温度决定 return

　　一 本征半导体: ----- 纯净的半导体 共价键 在本征半导体晶体中，价 共 电 原子有序排列构成空间子 价 键 点阵（晶格），外层电 子为相邻原子共有kaiyun，形 成 共价键 在绝对零度(-273.16)时晶体中没有自由电子, 所有价电子都被束缚在共价键中. 所以 半导体不能导电

　　了解器件的内部工作原理 掌握器件的应用特性（外特性） 掌握各单元电路的工作原理及分析方法 掌握实际技能及各种测试方法

　　在一块硅片上，用不同的掺杂工艺kaiyun官网kaiyun.com。使其 一边形成N型半导体kaiyun。另一边形成P型 半导体 则在其交界面附近形成了PN结。 一 PN结的形成 1.空间电荷区 P型 N型半导体 结合在一起时， 由于交界面两测多子与少子 浓度不同 引起 扩散运动 （浓度差引起）

　　特性：单向导电性 五 二极管特性曲线 正向：当电压加到UD(ON)以上kaiyunkaiyun.com，才有明显 正向电流。 UD(ON)称死区（导通）电压 反向：电流很小 击穿与温度特性同PN结

　　2. 对称结与不对称结 ∵ 空间电荷区中没有载流子 ∴又称耗尽层 ∵ 耗尽层中正 负电荷量相等 ∴ 当N与P区杂 P N 结 PN＋结 质浓度相同时， 图 1-8 不对称PN结 耗尽层在两个区内的宽度也相等— 对称结 否则杂质浓度较高的一侧耗尽层宽度 小于低的一侧——不对称结

　　反向几十K-几M 正反向电阻相差越大 单向导电性越好 二极管交直流电阻都与工作点有关 且同一点的交、直流电阻也不相同 可见 二极管的交、直流电阻是两个不同 的概念,且等效电阻与电压、电流 之间的关系是非线.最大整流电流IF 允许流过的最大正向平均电流 应用时不能超过此值

　　Q — 二极管的工作点  ID——流过二极管电流 UD UD—二极管二端电压 反偏时符号为UDR 2.（动态）交流电阻

　　电子—空穴对 当T 或光线照射下,少数价电子因热激发而获得 足够的能量挣脱共价键的束缚 ,成为自由电子. 同时在原来的共价键中留下一个空位称 空穴 在本征半导体中电子和空穴是成对出现的 本征半导体在热或光照射作用下, 产生电子空穴对-----本征激发 T↑光照↑→电子-空穴对↑→导电能力↑ 所以 半导体的导电能力 与 Tkaiyun.com，光照 有关

　　T↑—正向特性左移反向 V(BR) 电流明显增大kaiyun平台kaiyun平台，T 每升 高10摄氏度 Is增加一倍 T 当T↑到一定程度时， 由本征激发产生的少子浓度超过原来杂质 电离产生的多子浓度，杂质半导体 与本征半导体一样kaiyun，PN结不再存在

　　 内电场增加，扩散减弱kaiyun官网，漂移增加。  最后 漂移 == 扩散 动态平衡 通过PN结之间电流为零

　　4.最大反向工作电压URM 允许加的最大反向电压，超过此值容易 反向击穿 应用时取URM的一半 5.反向电流 IR 二极管反向击穿前的电流 越小越好 IR 与温度有关 6.最高工作频率fH 决定于Cj 工作频率高时因Cj的作用 二极管单向导电性变坏

　　N区电子→ P型与空穴结合 在P区留下带负电荷的离子 P区空穴→ N区与电子复合 在N区留下带正电荷的离子 空间电荷区形 成一个由N指向 P的电场 —— 内电场

　　四 PN结电容 势垒电容 -- 由PN结反向偏置时引起 外加反向电压 PN结 的结 结电容可通过外加反向 电容 偏压来控制，利用这一 特 是两 性可制成 变容二极管 者之 和 扩散电容 --由PN结正向偏置时引起 外加正向电压 正向PN结的结电容以扩散电容为主

　　把两个PN结做在一起,这两个互有影响的PN结构成 的半导体器件 称 晶体管 它有三个引出电极习惯 又称 晶体三极管

　　∵反偏时电压变化很大，而电流增加极微 ∴ PN结等效为一大电阻（反向电阻大） PN结这种只允许一个方向电流顺利 通过的特性 —— 单向导电性

　　1.PN结的反向特性 — 外电场使耗尽层变宽 使 漂移（少子） 扩散（多子） ∴回路中的反向 电流 I’非常微弱 一般Si 为nA 级 Ge 为uA 级 又∵少子是本征激发产生 ∴管子制成后其数值与温度有关 T↑ → I’↑

　　反向电流不仅很小，而且当外加电压 超过零点几伏后， ∵ 少子供应有限， 它基本不随外加电压的增加而增加。 ∴ 称为反向饱和电流

　　本课程5学分 成绩 考试80分 平时20分 1、本周五确定座位表,以后每位同学按自 己的座位入坐,若座位无人按缺席处理,缺 席一次平时成绩扣一分，缺席过多按校规 处理。如有重课请尽早到学院办理重课单。 2kaiyun官网、每周三交作业本，缺交或所做的作业量 小于应做作业量的50%的、有明显作业抄袭 的则平时成绩扣一分。 3、每周三课后答疑kaiyun。

　　 为保证PN结正常工作。它的工作温度不能 太高，温度的限制与掺杂浓度有关，掺杂越 大，最高工作温度越高 三 PN结的击穿 当PN结处于反向偏置时,在一定范围内的反 向电压作用下,流过PN结的电流是很小的反向 饱和电流,但当反向电压超过某一数值后,反 向电流会急剧增加 称 PN结的击穿 把反向电流开始明显增大时所对应 的反向电压 称 击穿电压 V(BR)

　　决定于PN结的材料kaiyun，制造工艺、温度 UT =kT/q ---- 温度的电压当量或热电压 当 T=300K时, UT = 26mV K—波耳兹曼常数 T—绝对温度 q—电子电荷 u—外加电压 U 为反向时，且

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　　PN结一旦击穿后,可认为反向电压 几乎不变 近似为V(BR) 雪崩击穿—轻掺杂 掺杂越低 击穿电压越大 击 V(BR)7V以上 击穿 (Si) 穿 击穿会损坏PN结 齐纳击穿—重掺杂 掺杂越高 击穿电压越低 V(BR)5V以下 击穿 (Si) 只要限制击穿时的电流，击穿并不损坏PN结

　　自然界中物质按其导电能力可分为 很容易传导电流的物质 （铜 铅） 绝缘体: 几乎不能传导电流 (橡皮 陶瓷 石英 塑料) 半导体: 导电能力介于导体与绝缘体之间 ( 硅 锗 ) (本征 杂质) (都是4阶元素 ) 导体 :

　　二 PN结的特征——单向导电性 1.正向特征—又称PN结正向偏置 外电场作用下多子 推向耗尽层，使耗尽 层变窄，内电场削弱 扩散 漂移 从而在外电路中出现 了一个较大的电流 称 正向电流

　　在正常工作范围内，PN结上外加电压 只要有变化，就能引起电流的显著变化。 ∴ I 随 V 急剧上升，PN结为一个很 小的电阻（正向电阻小） 在外电场的作用下kaiyun平台，PN结的平衡状态 被打破，使P区中的空穴和N区中的电子 都向PN结移动，使耗尽层变窄