[文学]尹其畅 三极管 第1621讲正式内容 2.doc

长安大学考研 《 813电子技术基础》 命题规分析及复习要点精讲 主讲：尹其畅老师 要点精讲和复习思路 第六章 半导体二极管，半导体三极管， 基本放大电路, 1、本章考情分析 本章主要介绍了二极管和三极管的基本特性，以及三极管的基本放大电路。每年都要出一至二道小题（填空，选择，问答）和一道大题，但是小题考的知识点很简单，主要是二极管和三极管的基本概念题；大题方面是三级管的基本放大电路或者是多级放大电路，题型简单，但是计算不容易，因此考生要注意计算能力培养；本章是模电的四个重点之一，因此掌握本章内容显得尤为重要。 2、本章框架结构 本章首先介绍了半导体的基本知识，然后PN结的形成和特性，半导体三极管的基本结构；最后介绍基本放大电路。 3、本章考点预测 小题是写出二极管的特性，和三极管三个极的概念和电流的关系。 大题是基本放大电路或者是多级放大电路，差分放大电路在历年考研中并未出现，但是还是要注意一下。 4、本章要点精讲 要点一：电子技术的发展与应用概况 第一代电子器件是电子管；第二代电子器件是晶体管；第三代电子器件是集成电路；第四代电子器件是大规模集成电路；第五代电子器件是超大规模集成电路。随着电子技术的发展，新的电子器件也在不断地出现。 课程的研究对象 电子技术就是应用电子元器件来达到某种特定目的或完成某项特定任务的技术。电子技术研究的对象是电子元器件和由电子元器件构成的各种基本功能电路，以及由某些基本功能电路所组成的有各种用途的装置或系统。电子技术按照其处理信号的不同分为模拟电子技术和数字电子技术两部分。 要点二：半导体的特性 1. 导体：电阻率 ? 10?4 ? · cm 的物质。如铜、银、铝等金属材料。 2. 绝缘体：电阻率 ? 109 ?· cm 物质。如橡胶、塑料等。 3. 半导体：导电性能介于导体和半导体之间的物质。大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)。 硅原子结构 最外层电子称价电子，最外层只有四个电子，不稳定。 锗原子也是4价元素 4 价元素的原子常常用+ 4 电荷的正离子和周围 4个价电子表示。 要点三：本征半导体 概念：完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 将硅或锗材料提纯便形成单晶体，它的原子结构为共价键结构。 当温度 T = 0 K 时，半导体不导电，如同绝缘体 若 T ? ，将有少数价电子克服共价键的束缚成为自由电子，在原来的共价键中留下一个空位——空穴。 自由电子和空穴使本征半导体具有导电能力，但很微弱。 空穴可看成带正电的载流子。 1. 半导体中两种载流子 带负电的自由电子和带正电的空穴 2. 本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，称为 电子 - 空穴对。 3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度用 ni 和 pi 表示，显然 ni = pi 。 4. 由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动会达到平衡，载流子的浓度就一定了。 5. 载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升高，基本按指数规律增加。 要点四：杂质半导体 杂质半导体有两种 N 型半导体 P 型半导体 一、 N 型半导体 在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素，如磷、锑、砷等，即构成 N 型半导体(或称电子型半导体)。常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。 本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。 自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n p 。电子称为多数载流子(简称多子)，空穴称为少数载流子(简称少子)。 二、 P 型半导体 在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。 3 价杂质原子称为受主原子。空穴浓度多于电子浓度，即 p n。空穴为多数载流子，电子为少数载流子。 说明： 1. 掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决定少数载流子的浓度。 2. 杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导体，因而其导电能力大大改善。 3. 杂质半导体总体上保持电中性。 要点五：半导体二极管 一 PN 结及其单向导电性 在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体，另一侧掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成了一个特殊的薄层，称为 PN 结。 PN 结的形成 二、 PN 结中载流子的运动 1. 扩散运动 电子和空穴浓度差形成多数载流子的扩散运动。 2. 扩散运动形成空间电荷区 —— PN 结，耗尽层。 3. 空间电荷区产生内电场 空间电荷区正负离子之间电位差 UD —— 电位壁垒； —— 内电场；内电场阻止多子的扩散 —— 阻挡层。 4. 漂