【正文】 加深了導(dǎo)電能力 半導(dǎo)體器件 return 雜質(zhì)半導(dǎo)體 摻入五價元素 摻入三價元素 +5 +4 +4 +4 +4 +3 +4 +4 +4 +4 + N型 半導(dǎo)體 多子 — 電子 少子 — 空穴 P型 半導(dǎo)體 多子 — 空穴 少子 — 電子 167。 晶體三極管 半導(dǎo)體器件 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 結(jié)型場效應(yīng)管 (JFET) 167。 緒論 一 主要內(nèi)容 1 電子器件 二極管 器件的特性、 管子 晶體管 參數(shù)、等效電路 場效應(yīng)管 （熟悉） 差分對管 組件 集成電路 緒論 2 、 電子電路 晶體管放大器 電路組成， 放大電路 場效應(yīng)管放大器 工作原理， 集成運(yùn)算放大器 性能特性， 功率放大器 基本分析方法 負(fù)反饋在放大電路中的應(yīng)用 工程計算方法 放大器的頻率響應(yīng) 緒論 二 電子電路的應(yīng)用 自動控制 計算機(jī) 通信 文化娛樂 醫(yī)療儀器 家用電器 三 要求 了解器件的內(nèi)部工作原理 掌握器件的應(yīng)用特性（外特性） 掌握各單元電路的工作原理及分析方法 掌握實際技能及各種測試方法 四 學(xué)習(xí)方法 1 合理近似 例： I=20 /（ 1+） = mA 若把 1K // 10K =1K 則 I=20/2K=10 mA 僅差 5% 而采用一般電阻元件其誤差有 10% 即 1K的元件可能是 900 ? 2 重視實驗環(huán)節(jié) 堅持理論聯(lián)系實際 緒論 + 20v 1K 1k 10k 緒論 五 參考書 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 浙大 鄧漢馨 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 清華 童詩白 電子技術(shù)基礎(chǔ) 西安電子科大 孫肖子 模擬電子技術(shù) 北京理工 王遠(yuǎn) 模擬電子線路 (I) 謝源清 return 第一章 167。 每周三交作業(yè)本，缺交或所做的作業(yè)量小于應(yīng)做作業(yè)量的 50%的、有明顯作業(yè)抄襲的則平時成績扣一分。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 緒論 放大器的頻響 2 負(fù)反饋放大器 6 集成運(yùn)算放大電路 10 基本電路 18 半導(dǎo)體器件 7 集成運(yùn)算放大器應(yīng)用 5 特別提醒 本課程 5學(xué)分 成績 考試 80分 平時 20分 本周五確定座位表 ,以后每位同學(xué)按自己的座位入坐 ,若座位無人按缺席處理 ,缺席一次平時成績扣一分，缺席過多按校規(guī)處理。如有重課請盡早到學(xué)院辦理重課單。 每周三課后答疑。 PN結(jié)及晶體二極管 總結(jié) 167。 場效應(yīng)管 金屬 氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管 （ MOSFET） return 半導(dǎo)體器件 第一章 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識 自然界中物質(zhì)按其導(dǎo)電能力可分為 導(dǎo)體 : 很容易傳導(dǎo)電流的物質(zhì) （銅 鉛） 絕緣體 : 幾乎不能傳導(dǎo)電流 (橡皮 陶瓷 石英 塑料 ) 半導(dǎo)體 : 導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間 (硅 鍺 ) (本征 雜質(zhì) ) (都是 4階元素 ) 第一章 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 一 本征半導(dǎo)體 : 純凈的半導(dǎo)體 共價鍵 在本征半導(dǎo)體晶體中 ，原子有序排列構(gòu)成空間點陣 （ 晶格 ） ， 外層電子為相鄰原子共有 ， 形成 共價鍵 在絕對零度 ()時晶體中沒有自由電子 , 所有價電子都被束縛在共價鍵中 . 所以 半導(dǎo)體不能導(dǎo)電 價電子 共價鍵 半導(dǎo)體器件 第一章 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 電子 — 空穴對 當(dāng) T 或光線照射下 ,少數(shù)價電子因熱激發(fā)而獲得 足夠的能量掙脫共價鍵的束縛 ,成為自由電子 . 同時在原來的共價鍵中留下一個 空位 稱 空穴 本征半導(dǎo)體在熱或光照射作用下 , 產(chǎn)生電子空穴對 本征激發(fā) T↑ 光照 ↑→ 電子 空穴對 ↑→ 導(dǎo)電能力 ↑ 所以 半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力 與 T，光照 有關(guān) 在本征半導(dǎo)體中電子和空穴是成對出現(xiàn)的 半導(dǎo)體器件 本征半導(dǎo)體 (純凈半導(dǎo)體 ) Si Ge +32 +14 慣性核 價電子 +4 第一章 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 電子電流 電子在電場作用下 移動產(chǎn)生的電流 帶負(fù)電荷 x3 →x2 →x1 空穴電流 空穴移動產(chǎn)生的電流 帶正電荷 x1 →x2 →x3 激發(fā) 束縛電子獲能量成為自由電子 和空穴 自由電子濃度 =空穴濃度 電子和空穴稱為載流子 半導(dǎo)體器件 第一章 半導(dǎo)體物理基礎(chǔ)知識 復(fù)合 運(yùn)動中的自由電子如果 “ 跳進(jìn) ” 空穴 .重新被共價鍵束縛起來 , 電子空穴對消失 稱復(fù)合 復(fù)合在一定溫度下 , 使半導(dǎo)體中載流子濃度一定 半導(dǎo)體器件 晶體結(jié)構(gòu) +4 +4 +4 +4 +4 共價健 特點 電子、空穴兩種載流子成對出現(xiàn)； 常溫下載流子數(shù)量少，導(dǎo)電性差； 受外界影響大。 PN結(jié)及二極管 在一塊硅片上，用不同的摻雜工藝。另一邊形成 P型 半導(dǎo)體 則在其交界面附近形成了 PN結(jié)。 PN結(jié)及二極管 所以 在交 面附近形成了 不能移動的帶 電離子組成的 空間電荷區(qū) P區(qū)空穴 → N區(qū)與電子復(fù)合 在 N區(qū)留下帶正電荷的離子 N區(qū)電子 → P型與空穴結(jié)合 在 P區(qū)留下帶負(fù)電荷的離子 空間電荷區(qū)形 成一個由 N指向 P的電場 —— 內(nèi)電場 平衡后的 PN結(jié) 167。內(nèi)電場加深， 而內(nèi)電場阻止擴(kuò)散進(jìn)行 漂移運(yùn)動 （內(nèi)電場引起） 促使 P區(qū)電子 → N N區(qū)空穴 → P 引起 ? 內(nèi)電場增加，擴(kuò)散減弱，漂移增加。 PN結(jié)及二極管 2. 對稱結(jié)與不對稱結(jié) ∵ 空間電荷區(qū)中沒有載流子 ∴ 又稱耗盡層 ∴ 當(dāng) N與 P區(qū)雜 質(zhì)濃度相同時， 耗盡層在兩個區(qū)內(nèi)的寬度也相等 — 對稱結(jié) 否則雜質(zhì)濃度較高的一側(cè)耗盡層寬度 小于低的一側(cè) —— 不對稱結(jié) P+N結(jié) PN＋ 結(jié) ∵ 耗盡層中正 負(fù)電荷量相等 圖 18 不對稱 PN結(jié) 167。 PN結(jié)及二極管 在正常工作范圍內(nèi)， PN結(jié)上外加電壓 只要有變化，就能引起電流的顯著變化。 PN結(jié)及二極管 — 外電場使耗盡層變寬 使 漂移（少子） 擴(kuò)散（多子） ∴ 回路中的反向 電流 I’非常微弱 一般 Si 為 nA 級 Ge 為 uA 級 又 ∵ 少子是本征激發(fā)產(chǎn)生 ∴ 管子制成后其數(shù)值與溫度有關(guān) T↑ → I ’↑ 167。 ∴ 稱為 反向飽和電流 ∵ 反偏時電壓變化很大，而電流增加極微 ∴ PN 結(jié)等效為一大電阻（反向電阻大） PN結(jié)這種只允許一個方向電流順利 通過的特性 —— 單向?qū)щ娦? 2022/5/30 PN結(jié)兩端加電壓 P接 “ +” N接 “ ” 正向偏置 I(mA) U(V) P接 “ ” N接 “ +” 反向偏置 + + + P N E 擊穿 單向?qū)щ娦? PN結(jié) 167。 PN結(jié)及二極管 U正 偏時 , VVT ∴ I=IseU/UT 實際特性在 I較大時與指數(shù)特性有一定差異 ∵ 在上面討論忽略了引出線 的接觸電阻， P區(qū) N區(qū)的體電 阻及表面漏電流影響 導(dǎo)通電壓 正向電流有明顯數(shù) 值時所對應(yīng)的電壓 ∵ 正向電壓較小時 ,不足影響內(nèi)電場 ∴ 載流子擴(kuò)散運(yùn)動尚未明顯增加 正向電流 → 0 I Ge Si 導(dǎo)通電壓 死區(qū)電壓 閥植電壓 U Ge Si 167。 PN結(jié)及二極管 ? 為保證 PN結(jié)正常工作。 PN結(jié)及二極管 雪崩擊穿 — 輕摻雜 摻雜越低 擊穿電壓越大 PN結(jié)一旦擊穿后 ,可認(rèn)為反向電壓 幾乎不變 近似為 V(BR) 擊穿 齊納擊穿 — 重?fù)诫s 摻雜越高 擊穿電壓越低 V(BR)7V以上 擊穿 (Si) V(BR)5V以下 擊穿 (Si) 只要限制擊穿時的電流，擊穿并不損壞 PN結(jié) 擊穿會損壞 PN結(jié) 167。 PN結(jié)及二極管 晶體二極管是由 PN結(jié)加上電極引線和管 殼構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號分別如下 P N + － ＋ － 結(jié)構(gòu)示意圖 電路符號 特性 ： 單向?qū)щ娦? 五 二極管特性曲線 正向：當(dāng)電壓加到 UD(ON)以上，才有明顯 正向電流。 PN結(jié)及二極管 六 二極管的主要參數(shù) 1.（靜態(tài)）直流電阻 Q — 二極管的工作點 UD— 二極管二端電壓 反偏時符號為 UDR ID—— 流過二極管電流 2.（動態(tài)）交流電阻 QD iddur ? ≈ ?U/ ?I rD≈ DQImV26室溫下 T=300K ? UD ID ? Q? i u ?i ?u 167。 PN結(jié)及二極管 URM 允許加的最大反向電壓，超過此值容易 反向擊穿 應(yīng)用時取 URM的一半 IR 二極管反向擊穿前的電流 越小越好 IR 與溫度有關(guān) fH 決定于 Cj 工作頻率高時因 Cj的作用 二極管單向?qū)щ娦宰儔? 167。 把兩個 PN結(jié)做在一起 ,這兩個互有影響的 PN結(jié)構(gòu)成的半導(dǎo)體器件 稱 晶體管 它有三個引出電極習(xí)慣又稱 晶體三極管 特點： 具有正向受控性 （即 Ic受 VBE的正向控制） 一 . 晶體管中載流子的傳輸過程 (以 NPN為例 ) 要使晶體管有放大作用 e e結(jié)加正向偏置 c結(jié)加反向偏置 則 晶體管的 放大 作用是通過 載流子的傳輸體現(xiàn)出來的 E B C各區(qū)作用 E區(qū) : 向基極 (擴(kuò)散 )注入電子 形成電流 IEN B區(qū)向 E區(qū)注入空穴形成電流 IEP ∵ 發(fā)射區(qū)摻雜濃 ∴ IEN IEP IE≈ IEN=IBN+ICN 167。 二 . 電流分配關(guān)系 根據(jù)輸入輸出回路的公共端不同，可組成 三種組態(tài) . 無論哪種接法為保證正向受控作用 須使 發(fā)射結(jié)正偏、 集電極反偏 且滿足 IE=IB+IC 外接電路使 發(fā)射結(jié)正偏、 集電極反偏 外因： 內(nèi)因： 提高傳輸效率的條件 ： 1）制成不對稱結(jié) P+NP或 N+PN 2）基區(qū)薄 3）增加集電結(jié)面積 167。 電流分配關(guān)系 定義 共基極直流電流放大系數(shù) 1ECBOCENCN ????IIIII?∴ IC= IE+ICBO≈ IE α α定義 共 e極直流電流放大系數(shù) C B OIIIIII????BCBOCBNCN?ICEO = (1+ ) ICBO β ICEO穿透電流 ICBO反向飽和電流 IB = IBN－ ICBO= IE－ IC =（ 1－ ） IE－ ICBO≈（ 1－ ） IE ααIE= IC+IB IC=ICN＋ ICBO= IB+(1+ ) ICBO ≈ IB