半導體器件概論ppt課件(已修改)
2025-05-18 12:44 本頁面
【正文】 1 預(yù)祝各位同學 在本門課程的學習中 取得優(yōu)異成績 ! 盧健康老師 愿為大家學好本門課程盡心盡力！ 2 課程名稱 ： 模擬與數(shù)字 電子技術(shù) 教材： 電子技術(shù)（ 電工學 II比電工技術(shù)難但更有趣 ） 史儀凱主編 緒論 一 、 內(nèi)容 體系： 模擬電子技術(shù) （ 教材第 1～ 5章 ） 重點：第 4兩章 數(shù)字電子技術(shù) （ 教材第 6～ 9章 ） 重點：第 7兩章 電工電子應(yīng)用技術(shù) （ 電工學 Ⅲ ） 第 6章電力電子技術(shù)基礎(chǔ) 電子技術(shù) 又可分為 “ 信息電子技術(shù) ” 與 “ 電力電子技術(shù) ” 二 、 課時分配：講課 52， 實驗 18 3 三、講授、學習方法： 從管到路，管為路用，從小到大，逐步擴展。 核心器件 → 典型環(huán)節(jié) → 基本單元 → 應(yīng)用系統(tǒng) 模電部分： 以分立元件為基礎(chǔ)；以集成電路為重點。 數(shù)電部分： 以 SSIC為入門；以 MSIC為重點，適當引 入 LSIC*。 四、對課程內(nèi)容的要求： 了解內(nèi)部機理，理解外部特性，熟悉主要參數(shù)，設(shè)計簡單電路，分析典型系統(tǒng)。 定性分析，定量估算 4 主要參考書 《 電工學上冊－電子技術(shù) 》 秦曾煌主編 高等教育出版社（第 5或 6版） 《 電子技術(shù)－典型題解析及自測試題 》 史儀凱等編 西北工業(yè)大學出版社 《 電工學 電子技術(shù)－導教 導學 導考 》 朱建坤編 西北工業(yè)大學出版社 5 第一章 半導體器件 167。 半導體的基本知識 167。 PN 結(jié)及半導體二極管 167。 特殊二極管 167。 半導體三極管 167。 場效應(yīng)晶體管 6 167。 半導體的基本知識 導體、半導體和絕緣體 自然界中很容易導電的物質(zhì)稱為 導體 ，金屬一般都是導體。 有的物質(zhì)幾乎不導電，稱為 絕緣體 ，如橡膠、陶瓷、塑料和石英。 另有一類物質(zhì)的導電特性處于導體和絕緣體之間，稱為 半導體 ，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。 7 半導體的導電機理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點。比如 ： 當受外界熱和光的作用時，它的導電能力明顯變化。 興利 －－熱敏、光敏元件 除弊 －－加散熱片、加黑色塑封以避光 往純凈的半導體中 摻 入某些 雜 質(zhì)，會使它的導電能力明顯改變。 這一特性的利用揭開了電子技術(shù)發(fā)展史上新的一頁！ 8 本征半導體 現(xiàn)代電子技術(shù)中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。 Ge Si 9 硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu) 通過一定的工藝過程，可以將半導體制成 晶體 。 完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導體晶體，稱為 本征半導體 。 在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成 共價鍵 ，共用一對價電子。 10 硅和鍺的共價鍵結(jié)構(gòu) 共價鍵共 用電子對 +4 +4 +4 +4 +4表示除去價電子后的原子 11 共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為 束縛電子（價電子） ，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為 自由電子 ，因此本征半導體中的自由電子很少，所以本征半導體的導電能力非常弱。 形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，構(gòu)成 穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 。 共價鍵有很強的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。 +4 +4 +4 +4 12 本征半導體的導電機理 在絕對 0度（ T=0K）和沒有外界激發(fā)時 ,價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有可以運動的帶電粒子（即 載流子 ），它的導電能力為 0，相當于絕緣體。 在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些 價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為 自由電子 ，同時共價鍵上留下一個空位，稱為 空穴 。 13 +4 +4 +4 +4 本征半導體的導電機理 自由電子 空穴 束縛電子 （ 價電子 ） 14 本征半導體的導電機理 +4 +4 +4 +4 在其它力的作用下，空穴吸引 臨近的 價電子（不是自由電子） 來填補 。 填補 的結(jié)果 相當于 空穴的遷移 超女快男的演唱會，玉米花生前移 ，而空穴的遷移 相當于 正電荷的移動（ 為什么？ ），因此可以認為空穴是帶正電荷的載流子。 15 本征半導體的導電機理 本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即 自由電子 和 空穴 。（ 與金屬比？ ） 自由電子和空穴 成對產(chǎn)生與消失（ 復(fù)合 ） 溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導體的導電能力越強，溫度是影響半導體性能的一個重要的外部因素，這是半導體的一大特點。 本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度。 16 雜質(zhì)半導體 在本征半導體中摻入某些微量的雜質(zhì)
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