模拟电路基础6.28MB.ppt

* 在形成晶体结构的半导体中，人为地掺杂入特定的杂质元素时，导电性能具有可控性；并且，在光照和热辐射条件下，其导电性能还有明显的变化； 这些特性的性质决定了半导体可以制成各种电子器件。 * * 半导体器件是构成电子电路的基本元件，它们所用的材料是经过特殊加工且性能可控的半导体材料。 所以言归正传之后，我们从半导体材料开始学习这么课程的旅程。 * * * 几何平均值。 * * 两种导电机理—漂移和扩散 * 1. 漂移和漂移电流 在外加电场作用下,载流子将在热骚动状态下产生定向的运动,这种定向运动称为漂移运动,由此产生的电流称为漂移电流. * drift * 因载流子的浓度差引起的载流子的定向运动称为扩散运动,相应产生的电流称为扩散电流. * diffusion p --空穴的浓度； Jn 和 Jp 的方向是一致的，均为空穴流动的方向。 --是空穴迁移率 空穴顺电场方向作定向运动，形成空穴电流，空穴的漂移电流密度为： 总的漂移电流密度 （1.8） （1.10） 其中, 是半导体的电导率，与载流子浓度、迁移率有关。 * 因载流子浓度差而产生的载流子宏观定向运动形成的电流。 2. 扩散电流 半导体中某处的扩散电流主要取决于该处载流子的浓度差（即浓度梯度），而与该处的浓度值无关。即扩散电流与载流子在扩散方向上的浓度梯度成正比，浓度差越大，扩散电流也越大。 * N型硅半导体 n0 ≈ p0 n(x) p(x) 0 x Jd=Jpd+Jnd dp(x) Jpd=－qDp dx dn(x) dn(x) Jnd=－（－q）Dn =qDn dx dx 由扩散运动产生的扩散电流是半导体区别于导体的一种特有的电流. 扩散电流： * * * * * 正如课程名字一样，这门课程的研究对象是模拟电子电路。简单地说，模拟电路就是处理模拟信号的电子电路。 而电子电路呢是 一般地说，信号是信息的载体。例如，声音信号可以传达语言、音乐或其他信息，图像信号可以传达人类视觉系统能够接受的图像信息。 自然界的信号基本上都是模拟信号。 * * * * * * * * * * * * * * * * （纯度约为99.999999999%。即杂质含量为10的9次方分之一。） * 物质导电性能取决于原子结构。导体一般为低价元素，它们的最外层电子极易挣脱原子核的束缚称为自由电子，在外电场的作用下产生定向移动，形成电流。 高价元素（惰性气体）或高分子物质（如橡胶），它们的最外层电子受原子核束缚力很强，很难成为自由电子，所以导电性极差，成为绝缘体。 常用的半导体材料si和锗均为四价元素，它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚，也不像绝缘体那样被原子核束缚得那么紧，因而导电性介于两者之间。 硅原子一14个带负电的电子（K-L-M-N-O-P-Q：2+8+4；每个电子层上最多容纳的电子数为2n2个 ）围绕带正电的原子核运动，并按一定的规律分布在三层电子轨道上。 锗原子一32个带负电的电子（K-L-M：2+8+4）围绕带正电的原子核运动，并按一定的规律分布在四层电子轨道上。 由于原子核带正电与电子电量相等，正常情况下原子呈中性。由于内层电子受核的束缚较大，很少有离开运动轨道的可能。所以它们和原子核一起组成惯性核。 外层电子受原子核的束缚较小。叫做价电子。硅、锗都有四个价电子，故都是四价元素。其简化图为： 价电子是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子，是原子核外跟元素化合价有关的电子。 在主族元素中，价电子数就是最外层电子数。副族元素原子的价电子，除最外层电子外，还可包括次外层电子。 * * * * * * * * * 设备-电路-元件 源于材料 载于内部结构 成于外部条件 * Chap1 半导体材料及二极管 （含绪论，6学时） * 半导体 导电特性、结构、导电机理 PN结 形成过程、伏安特性、电容特性 晶体二极管 伏安特性、器件参数、二极管模型、 常见应用电路分析、认识几类特殊二极管 概 述 * 1.1 半导体材料及其特性 半导体材料特点 半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间。 半导体受外界光和热的刺激时，其导电能力