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电子技术基础—模拟电子技术 第一章 基本半导体分立器件 1.1 半导体的基本知识与PN结 1.2 半导体二极管 1.3 特殊二极管 1.4 半导体三极管 1.5 场效应晶体管 1.1 半导体的基本知识与PN结 1.1.1 半导体的基本特性 1.1.2 本征半导体 1.1.3 杂质半导体 1.1.4 PN结的形成与单向导电性 1.1.1半导体的基本特性 导体：电阻率小于10-4Ω.cm，很容易导电，称为导体.如铜、铝、银等金属材料； 绝缘体：电阻率大于1010Ω.cm，很难导电，称为绝缘体，如塑料、橡胶、陶瓷等材料； 半导体：电阻率在10-3~109Ω.cm，导电能力介于导体和绝缘体之间，例如硅(Si)和锗(Ge)等半导体材料； 半导体材料制作电子器件的原因? 不是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而是在于半导体材料具有热敏性、光敏性和掺杂性。 半导体材料制作电子器件的原因? 1、热敏性：是半导体的导电能力随着温度的升高而迅速增加，例如纯净锗从20℃升高到30℃时，电阻率下降为原来的1/2； 2、光敏性：半导体的导电能力随光照的变化有显著改变的特性；例如硫化镉薄膜在暗处：电阻为几十MΩ。光照：电阻下降为几十KΩ 3、掺杂性：是半导体导能力，因掺入适量的杂质而发生很大的变化，例如在半导体硅中，只要掺入亿分之一的硼杂质，电阻率下降到原来的几万分之一，利用这一特性，可以制造出不同性能不同用途的半导体器件。 1.1.2 本征半导体 1、本征半导体的原子 结构 把非常纯净的原子结构排列非常整齐的半导体称为本征半导体。 1.1.2 本征半导体 2、本征半导体的激发与复合 3、自由电子的运动与空穴的运动 1、共价键中的电子依次填补空穴，形成空穴的运动； 2、半导体中两种载流子： (1) 一是带负电荷的自由电子；二是带正电荷 的空穴，它们在外电场的作用下，会出现 定向运动 (2) 在外电场作用下形成电子流IN和空穴流IP (3) 在外电路中总电流I=IN+IP 1.1.2 本征半导体 4、本征激发产生的载流子数量仍然很少，本征半导体导电能力很差，不能直接用于制造晶体管，只有在本征半导体中掺入适量的杂质，极大提高其导电性能，成为杂质半导体，才能用于制造各种半导体器件 1.1.3杂质半导体 1、N型半导体 N-type Semiconductor 2、P型半导体 P-type Semiconductor 1、N型半导体 A、在四价的本征硅中掺入微量的五价磷。 B、磷原子失去一个电子自身成不能移动的带正电荷的离子，称为施主杂质。掺入一个磷原子就提供一个自由电子,所以电子是多子. C、N型半导体中,电子是多子,空穴是少子 I=IP+IN≈IN D、整块的半导体仍为中性 2、P型半导体 A、在四价的本征硅中掺入微量的3价硼 B、硼原子在共价键留下一个空位，相邻硅原子中的价电子容易移过来填补个空位 。硼原子接受一个电子，成为带负电的离子，称受主杂质；在相邻硅共价键中产生一个带正电的空穴 C、P型半导体中：空穴是多子；电子是少子 I=IP+IN≈IP D、整块的半导体仍为中性 1.1.4 PN结的形成与单向导电性 1.1.4 PN结的形成与单向导电性 2、PN结的单向导电性 (1) 正向偏置(forward bias外加正向电压) (2) 反向偏置(reverse bias外加反向电压) (1)、外加正向电压(正向偏置forward bias) (2) 外加反向电压(反向偏置reverse bias） 1.2半导体二极管(Semiconductor Diode) 1.2.1二极管的结构与类型 1.2.2二极管的伏安特性曲线与近似模型 1.2.3二极管主要参数 1.2.4二极管在电子技术中的应用简介 1.2.1二极管的结构与类型 1.2.1二极管的结构与类型 1.2.2二极管的伏安特性曲线与近似模型 1、伏安特性曲线 通过二极管的电流随外加偏压的变化规律，称为二极管的伏安特性。以曲线的形式描绘出来， 就是伏安特性曲线。 1.2.2二极管的伏安特性曲线与近似模型 1.2.2二极管的伏安特性曲线与近似模型 1.2.3二极管主要参数 1、最大整流电流IF 指二极管在一定温度下， 长期允许通过的最大正向平均电流 2、反向击穿电压UBR 管子反向击穿时的电压值称为反向击穿电压UBR。 一般手册上给出的最高反向工作电压URM约为反向击穿电压的一半 1.2.3二极管主要参数 3、反向电流IR（反向饱和电流IS) 这个值越小， 则管子的单向导电性就越好。 1.2.3二极管主要参数