lecture01绪论及半导体基础知识.ppt

0 绪论 一、课程性质和要求： 四、参考资料： （1）康华光《电子技术基础》模拟部分（第四版），高等教育出版社 （2）童诗白《模拟电子技术基础》(第三版)，高等教育出版社 五、课程安排： 64学时，其中52理论学时，12实验学时 1-17周完成，第18周课程设计 六、考核方式： 平时成绩：30%，其中考勤10%，作业 10% 和实验10% 期末成绩：70%，（闭卷） 考试内容：70-80%为类似课后作业及例题。 1950年：威廉·邵克雷开发出双极晶体管(Bipolar Junction Transistor)，这是现在通行的标准的晶体管。 1953年：第一个采用晶体管的商业化设备投入市场，即助听器。 1954年10月18日：第一台晶体管收音机Regency TR1投入市场，仅包含4只锗晶体管。 1961年4月25日：第一个集成电路专利被授予罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)。 1965年：摩尔定律诞生。当时，戈登·摩尔(Gordon Moore)预测，未来一个芯片上的晶体管数量大约每年翻一倍(10年后修正为每两年) 1968年7月：罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔从仙童(Fairchild)半导体公司辞职，创立了一个新的企业，即英特尔公司 Intel 1971年：英特尔发布了其第一个微处理器4004。 包含仅2000多个晶体管。 1978年：英特尔把8088微处理器买给IBM，用于IBM PC的CPU。16位8088处理器含有2.9万个晶体管，运行频率为5MHz、8MHz和10MHz。 1982年：286微处理器(又称80286)推出，成为英特尔的第一个16位处理器，含有 13400个晶体管 1985年：英特尔386?微处理器问世，含有27.5万个晶体管，是最初4004晶体管数量的100多倍。。 1993年：英特尔奔腾处理器问世，含有3百万个晶体管，采用英特尔0.8微米制程技术生产。 1999年2月：英特尔发布了奔腾III处理器。含有950万个晶体管，采用英特尔0.25微米制程技术生产。 2002年1月：英特尔奔腾4处理器推出，含有5500万个晶体管，它采用英特尔0.13微米制程技术生产。 2005年5月26日：英特尔第一个主流双核处理器“英特尔奔腾D处理器”诞生，含有2.3亿个晶体管，采用英特尔领先的90纳米制程技术生产。 2 电信号 1）信号signal：是反映消息的物理量，如：温度，压力，流量，声音等。 2）信号的分类：确定信号和随机信号；周期信号和非周期信号；连续信号和离散信号；模拟信号和数字信号。 3）电信号：是指随时间变化的电压u或者电流i，数学上可用函数 或 。由于电信号容易传送和控制，所以非电信号可以通过各种传感器较容易地转换成电信号。 常用的模拟电路及功能： 1）放大电路amplifier：信号的电压、电流和功率的放大。 2）滤波电路filters：信号的提取、变换或抗干扰。 3）运算电路operational circuits：信号的比例、加减、乘除，微积分等运算。 4）信号转换电路signal transfer circuit：电压 电流，直流 交流等 5）信号发生电路signal circuit：产生正弦、方波、三角波等 6）直流电路rectifier：将交流转换为不同输出电压电流的直流电。 以上各模拟电路我们将在接下来的课程中作详细地讨论。 4 本征半导体Intrinsic Semiconductors 一、几个定义 1)半导体Semiconductors:就是它的导电能力介乎导体和绝缘体之间。用得最多的半导体是锗Ge和硅Si，都是四价元素。 2）本征半导体：纯净的具有晶体结构的半导体。 半导体的导电能力在不同条件下有很大差别： 在温度增高、受光照等条件下，半导体导电能力会大大增强，利用这种特性可制造热敏电阻、光敏电阻等器件。 在本征半导体中掺入微量杂质后，其导电能力就可增加几十万乃至几百万倍，利用这种特性就可制造二极管、三极管等半导体器件。 二、本征半导体的晶体结构 半导体的这种与导体和绝缘体截然不同的导电特性是由它的内部结构和导电机理决定的。 在半导体共价键结构中， 价电子（原子的最外层电子） 在获得一定能量（温度增高、 受光照等）后，即可摆脱 原子核的束缚（电子受到激发） ，成为自由电子free electron， 同时共价键中留下的空位 称为空穴hole。 在外电场的作用下，半导体中将出现两部分电流：一是自由电子作定向运动形成的电子电流，一是仍被原子核束缚