模拟电路技术基础 课件 1.1 半导体的基本知识.pptx

中等职业学校应用电子技术专业

教材《模拟电路技术基础》配套PPT

《模拟电路技术基础》

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课程主持|欧小东

其他成员|刘粤刘金英彭程雷小金肖利平

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项目一半导体器件的学习与应用

职业岗位群应知应会目标

（1）了解半导体的基本知识，理解本征半导体和掺杂半导体的导电特性，掌握PN结的单向导电性。

（2）理解半导体二极管的伏安特性和主要参数，以及限幅和钳位原理与应用电路。

（3）掌握稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管的特性、应用与检测方法等。

（4）掌握半导体三极管的结构、工作电压、基本连接方式和电流分配关系。

（5）熟练掌握半导体三极管的放大作用，共发射极电路的输入、输出特性曲线，主要参数及温度对参数的影响。

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1.1任务一半导体的基本知识

1.2任务二PN结的形成及特性

1.3任务三半导体二极管

1.4任务四特种二极管及其应用

1.5任务五半导体三极管

项目一半导体器件的学习与应用

项目目录

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1半导体及其特性

2本征半导体

3掺杂半导体

4应知应会知识小结

5课后拓展

任务一半导体的基本知识

课题目录

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教学目标

知识目标：（1）熟悉半导体的三大特性并了解本征半导体的导电特性；

（2）掌握掺杂半导体的导电特性。

能力目标：（1）会分析本征半导体的特性；

（2）能分析两种掺杂半导体的特性。

素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作

精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。

任务一半导体的基本知识

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1．半导体及其特性

1.1半导体

导电能力介于导体和绝缘体之间且导电性能奇特的物质称为半导体，如硅、锗、硒与一些金属氧化物和硫化物等。

任务一半导体的基本知识

1.2半导体的特性

（1）热敏性：对温度变化非常敏感的特性称为半导体的热敏性。

（2）光敏性：对光照变化非常敏感的特性称为半导体的光敏性。

（3）杂敏性：在对杂质异常敏感的特性称为半导体的杂敏性。

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2．本征半导体

2.1半导体的共价键结构

（1）半导体材料：硅（Si）材料和锗（Ge）材料。

（2）半导体管：硅和锗的原子都是单晶体晶格结构构成的晶体，故半导体管也叫晶体管。

（3）硅和锗原子的简化结构模型。硅和锗都是4价元素，原子的最外层轨道上有4个价电子，价电子带4个单位的负电荷，原子核带4个单位的正电荷，故原子呈电中性，如图1-1（a）所示；

（4）晶体的共价结构和电子-空穴对的产生。如图1-1（b）所示。

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2.2本征半导体的特性

2.2.1本征半导体的本征激发与复合。

（1）本征激发：在一定温度或一定强度的光照下，键位中的部分电子会吸收能量，从而挣脱共价键的束缚，成为自由电子（带负电荷），同时在原来的键位上留下相应的空位，即空穴（带正电荷）。

（2）复合：自由电子因能量不足而再与空穴相遇时，又会重新被俘获，重新结合，使自由电子-空穴对消失。

任务一半导体的基本知识

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2.2本征半导体的特性

2.2.2本征半导体的导电特性。

（1）载流子：运载电荷的粒子称为载流子。本征半导体中有两种载流子，即自由电子和空穴。

（2）两种导电方式：如图1-2所示，逆外电场方向运动的自由电子产生的电子电流和顺外电场方向运动的空穴产生的空穴电流。由于自由电子和空穴所带电荷的极性相反，它们的运动方向也相反，因此形成的电流方向是一致的，即总电流为二者之和。

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3．掺杂半导体

3.1P型半导体

（1）形成方式：

在本征硅的晶体中掺入3价元素（如硼），就形成P型半导体，如图1-3（a）所示。

（2）导电特性

在P型半导体中，空穴的浓度远远高于自由电子的浓度，即空穴为多数载流子（简称多子），自由电子为少数载流子（简称少子），呈电中性，主要靠空穴导电，形成的电流主要是空穴电流，故称空穴型半导体，如图1-3（b）所示。

任务一半导体的基本知识

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3．掺杂半导体

3.2N型半导体

（1）形成方式

在本征硅的晶体内掺入5价元素（如磷）