杂质半导体及PN结的形成.PPT

Analog Electronics 第1章 常用半导体器件 1.1 半导体基础知识 Information Engineering School, NCUT 模拟电子技术 杂质半导体及PN结的形成 授课教师：臧淼 北方工业大学信息学院 供电子类专业二年级本科生使用 1.1.2 杂质半导体及PN结的形成 N型半导体 P型半导体 杂质半导体的导电特性 PN结的形成 教学内容 ★ 掌握杂质半导体的导电特性 ★ 根据PN结的形成过程理解PN结的实质 ★ 初步理解近似估算的分析方法 教学目标 1.1 半导体基础知识 本征半导体 杂质半导体及PN结的形成 PN结的单向导电性 本征半导体 杂质半导体 在本征半导体中掺入少量杂质 ----微量元素 N型半导体 P型半导体 载流子数量少，导电能力弱 ； 温度稳定性差！ 1.1.2 杂质半导体及PN结的形成 载流子由本征激发产生；自由电子与空穴成对出现 教学导入 * N型半导体 +4 +4 +5 +4 多余 电子 磷原子 掺杂：掺入少量五价杂质元素（如：磷） 特点 多数载流子：自由电子（主要由杂质原子提供） 少数载流子：空穴（由本征激发形成） P型半导体 +4 +4 +3 +4 掺杂：掺入少量三价杂质元素（如：硼） 特点： 多子：空穴（主要由杂质原子提供） 少子：自由电子（由本征激发形成） 结 论 杂质半导体的导电特性 杂质半导体主要靠______导电。 掺入杂质越多，多子浓度越____， 半导体的导电能力越____。 温度升高时，多子的数量________， 少子的数量______。 多子 大 强 基本不变 增多 （3）多子受温度影响小，杂质半导体的温度稳定性好； 少子对温度敏感，它会影响半导体器件的性能。 （1）杂质半导体中起导电作用的主要是多子。 （2）半导体的导电能力具有可控性。 半导体导电能力显著增大。 增多 T = 300K 室温下 多子浓度 少子浓度 1.4×1010/cm3 5×1016 /cm3 举例 NEXT NPN型晶体管特性参数举例 由于半导体器件的性能参数具有对温度的敏感性，在电子电路的定量分析中容许存在一定的误差范围，即近似估算 BACK ? 思考 P 型半导体 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N 型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + PN结的形成 P 型半导体 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N 型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + PN结的实质----空间电荷区 PN 结 动态平衡 漂移 内电场 扩散 N 型半导体 P型半导体 PN结的形成 二极管 三极管 集成电路 双极型晶体管 结型场效应管 绝缘栅型场效应管 二极管 P沟道 N沟道 PN结的应用 下节预告 1.1 半导体基础知识 本征半导体 杂质半导体及PN结的形成 PN结的单向导电性 总结 杂质半导体 多子、少子 N型半导体 P型半导体 本征半导体 自由电子、 空穴，成对 PN结 空间电荷区 以 为载体 以 为重点 抓主要矛盾，做近似估算 导电能力弱； 温度稳定性差 导电能力显著增大； 温度稳定性好； 导电能力具有可控性 单向导电性 电子器件 PN结、P区、N区 特性曲线 各种电子电路分析 应用 内部结构 导电特性 课后作业 思考：将PN结的两端分别连接成以下电路，PN结的宽度是否会改变？如果会，将如何改变？回路中是否存在电流？电流的大小和方向如何？ 资料调研：了解电子器件材料发展的前沿 (a) (b) + – R + – R 参考文献 [1] 模拟电子技术基础（第四版） 清华大学电子学教研组，童诗白，华成英，高等教育出版社 [2] 模拟电子技术基础（第三版） 教师手册清华大学电子学教研组，童诗白，华成英，高等教育出版社 [3] MMBT3904 NPN switching transistor data sheet, / products/bipolar_transistors/general_purpose_bipolar_transistors/switching_transistors/single_npn_switching_transistors/MMBT3904.html 谢谢！ * * * Analog Electronics 第1章 常用半导体器件 1.1 半导体