【正文】 子共價(jià)鍵圖 　單晶體中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)　 　 當(dāng)溫度 T = 0 K 時(shí)，半導(dǎo)體不導(dǎo)電，如同絕緣體。第一章 半導(dǎo)體器件1. 半導(dǎo)體中兩種載流子 帶負(fù)電的 自由電子帶正電的 空穴 　 　 2. 本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)，稱為 電子 空穴對(duì)?！?　 5. 載流子的濃度與溫度密切相關(guān)，它隨著溫度的升高，基本按指數(shù)規(guī)律增加。雜質(zhì)原子最外層有 5 個(gè)價(jià)電子，其中 4 個(gè)與硅構(gòu)成共價(jià)鍵，多余一個(gè)電子只受自身原子核吸引，在室溫下即可成為自由電子。+3 　 　 空穴濃度多于電子濃度，即 p n。3. 雜質(zhì)半導(dǎo)體總體上保持電中性。 P NPN結(jié)圖 　 PN 結(jié)的形成第一章 半導(dǎo)體器件一、 PN 結(jié)中載流子的運(yùn)動(dòng)耗盡層空間電荷區(qū)P N1. 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)　 　 2. 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成空間電荷區(qū)　 　 電子和空穴濃度差形成 多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。 少子的運(yùn)動(dòng)與多子運(yùn)動(dòng)方向相反 阻擋層圖 (b)第一章 半導(dǎo)體器件5. 擴(kuò)散與漂移的動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使空間電荷區(qū)增大，擴(kuò)散電流逐漸減??；隨著內(nèi)電場(chǎng)的增強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)逐漸增加；當(dāng)擴(kuò)散電流與漂移電流相等時(shí)， PN 結(jié)總的電流空間電荷區(qū)的寬度約為幾微米 ~ 幾十微米；等于零，空間電荷區(qū)的寬度達(dá)到穩(wěn)定。外電場(chǎng)方向內(nèi)電場(chǎng)方向空間電荷區(qū)V RI空間電荷區(qū)變窄，有利于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，電路中有較大的正向電流。 對(duì)溫度十分敏感 ， 隨著溫度升高， IS 將急劇增大 。二極管的結(jié)構(gòu)：(a)外形圖半導(dǎo)體二極管又稱晶體二極管。　 　 按用途劃分： 有整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管等?！?　 相應(yīng)的電壓叫 死區(qū)電壓 。第一章 半導(dǎo)體器件2. 反向特性– – 0–25–50I / mAU / V反向特性　 　 當(dāng)電壓超過零點(diǎn)幾伏后，反向電流不隨電壓增加而增大，即飽和；　 　 二極管加反向電壓，反向電流很??；　 　 如果反向電壓繼續(xù)升高，大到一定數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大；反向飽和電流 這種現(xiàn)象稱 擊穿 ，對(duì)應(yīng)電壓叫 反向擊穿電壓 。第一章 半導(dǎo)體器件結(jié)論：　 　 二極管具有單向?qū)щ娦浴?. 最高反向工作電壓 UR　 　 工作時(shí)允許加在二極管兩端的反向電壓值 。 結(jié)電容愈大，二極管允許的最高工作頻率愈低。勢(shì)壘電容的大小可用下式表示：　 　 由于 PN 結(jié) 寬度 l 隨外加電壓 U 而變化，因此 勢(shì)壘電容 Cb不是一個(gè)常數(shù) ?！?　 在某個(gè)正向電壓下， P 區(qū)中的電子濃度 np(或 N 區(qū)的空穴濃度 pn)分布曲線如圖中曲線 1 所示。圖 第一章 半導(dǎo)體器件綜上所述：　 　 PN 結(jié)總的結(jié)電容 Cj 包括勢(shì)壘電容 Cb 和擴(kuò)散電容 Cd 兩部分?！?　 穩(wěn)壓管 工作于反向擊穿區(qū) ?！?　 rZ 愈小愈好。 　 2CW17 ： UZ = 9 ~ V， ?U = %/ ℃ 　　 2CW11 ： UZ = ~ V， ?U = ?( ~ )%/ ℃　 　 (3) 2DW7 系列為溫度補(bǔ)償穩(wěn)壓管，用于電子設(shè)備的精密穩(wěn)壓源中。PZ = UZIZPZ 會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，使穩(wěn)壓管發(fā)熱。(Bipolar Junction Transistor)三極管的外形如下圖所示。圖 　三極管的結(jié)構(gòu)(a)平面型 (NPN) (b)合金型 (PNP)NecNPb二氧化硅be cPNPe 發(fā)射極，b基極， c 集電極。第一章 半導(dǎo)體器件圖 　三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)　　 (a)NPN 型ecb符號(hào)集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極 c基極 b發(fā)射極 eNNP第一章 半導(dǎo)體器件集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極 c發(fā)射極 e基極 b　　 cbe符號(hào)NNPPN圖 　三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)　　 (b)PNP 型第一章 半導(dǎo)體器件　三極管的放大作用　　　　和載流子的運(yùn)動(dòng)以 NPN 型三極管為例討論圖 　三極管中的兩個(gè) PN 結(jié)cNNPeb bec表面看　　三極管若實(shí)現(xiàn)放大，必須從三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和 外部所加電源的極性 來(lái)保證。　 　 三極管放大的外部條件 ：外加電源的極性應(yīng)使 發(fā)射結(jié)處于正向偏置 狀態(tài)，而 集電結(jié)處于反向偏置 狀態(tài)?！?　 多數(shù)電子在基區(qū)繼續(xù)擴(kuò)散，到達(dá)集電結(jié)的一側(cè)。ICBO圖 　三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)第一章 半導(dǎo)體器件beceRcRb　　三極管的電流分配關(guān)系IEpICBOIEICIBIEnIBnICnIC = ICn + ICBO (A) IE = ICn + IBn + IEp (B)　 　 一般要求 ICn 在 IE 中占的比例 盡量大。 一般 值約為幾十 ~ 幾百。 3. 共射電流放大系數(shù)共基電流放大系數(shù)第一章 半導(dǎo)體器件IB/mA ? 0 IC/mA IE/mA 0 4. 在表的第一列數(shù)據(jù)中， IE = 0 時(shí)， IC = mA = ICBO， ICBO 稱為 反向飽和電流 。IBUCE圖 　三極管共射特性曲線測(cè)試電路ICVCCRbVBBcebRcV?+ V?+?A ?++?mA 輸入特性：輸出特性：UBE第一章 半導(dǎo)體器件一、輸入特性 (1) UCE = 0 時(shí)的輸入特性曲線RbVBBcebIB+UBE_VBBIB+UBE_bceOIB/?A 當(dāng) UCE = 0 時(shí)，基極和發(fā)射極之間相當(dāng)于兩個(gè) PN 結(jié)并聯(lián)。 * 特性右移 (因集電結(jié)開始吸引電子 )OIB/?AUCE ≥ 1 時(shí)的輸入特性具有實(shí)用意義。A60 181。截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)　 　 1. 截止區(qū)　 IB ≤ 0 的區(qū)域。截止區(qū)截止區(qū)第一章 半導(dǎo)體器件2. 放大區(qū)：條件： 發(fā)射結(jié)正偏　　　集電結(jié)反偏　 　 特點(diǎn) ： 各條輸出特性曲線比較平坦，近似為水平線，且等間隔。A40 181。A60 181。 特點(diǎn) ： IC 基本上不隨 IB 而變化，在飽和區(qū)三極管失去放大作用。有以下幾個(gè)：第一章 半導(dǎo)體器件1. 共射電流放大系數(shù) ?2. 共射直流電流放大系數(shù)忽略穿透電流 ICEO 時(shí)，3. 共基電流放大系數(shù) ?4. 共基直流電流放大系數(shù)忽略反向飽和電流 ICBO 時(shí)，? 和 ? 這兩個(gè)參數(shù)不是獨(dú)立的，而是互相聯(lián)系，關(guān)系為：第一章 半導(dǎo)體器件二、反向飽和電流1. 集電極和基極之間的反向飽和電流 ICBO ICEO(a)ICBO測(cè)量電路(b)ICEO測(cè)量電路ICBO ceb?AICEO?Aceb 小功率鍺管 ICBO 約為幾微安；硅管的 ICBO 小，有的為納安數(shù)量級(jí)。在 IC = ICM 時(shí)， ? 值下降到額定值的三分之二?！?　 U(BR)CBO：發(fā)射極開路時(shí)，集電極和基極之間的反向擊穿電壓。UCEUBE+?+?IEIBICebCUCEUBE(+)(?)IEIBICebC(+)(?) PNP 三極管各極電流和電壓的規(guī)定正方向。第一章 半導(dǎo)體器件　場(chǎng)效應(yīng)三極管　 　 只有一種載流子參與導(dǎo)電，且利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制電流的三極管，稱為 場(chǎng)效應(yīng)管 ，也稱 單極型三極管。第一章 半導(dǎo)體器件P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管圖 　 P 溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖N+ N+P型溝道GSD P 溝道場(chǎng)效應(yīng)管是在 P 型硅棒的兩側(cè)做成高摻雜的 N 型區(qū) (N+)， 導(dǎo)電溝道為 P 型 ，多數(shù)載流子為空穴。第一章 半導(dǎo)體器件　 　 1. 設(shè) UDS = 0 ， 在柵源之間加負(fù)電源 VGG，改變 VGG 大小。ID = 0GDSP+ P+N型溝道 (b) UGS 0VGGID = 0GDSP+ P+ (c) UGS = UPVGG第一章 半導(dǎo)體器件　 　 2. 在漏源極間加正向 VDD，使 UDS