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1、第一章半導體基本器件及應用電路§1.1半導體材料及導電特性§1.2PN結(jié)原理§1.4雙極型晶體管§1.3晶體二極管及應用返回1.1半導體材料及導電特性1.1.1本征半導體1.1.2雜質(zhì)半導體1.1.3漂移電流與擴散電流引言返回1.1半導體材料及導電特性返回1.1.1本征半導體返回1.1.1本征半導體（intrinsicsemiconductor）返回Eg（二）本征激發(fā)和兩種載流子a:空穴帶正電量b：空穴是半導體中所特有的帶單位正電荷的粒子，與電子電量相等，符號相反c：空穴在價帶內(nèi)運動，也是一種載流
2、子。在外電場作用下可在晶體內(nèi)定向移動空穴：自由電子載流子：帶單位負電空穴載流子：帶單位正電返回（三）本征載流子（intrinsiccarrier）濃度本征激發(fā)電子空穴Eg1電子空穴隨機碰撞復合（自由電子釋放能量）電子空穴對消失23本征激發(fā)動態(tài)平衡復合是電子空穴對的兩種矛盾運動形式。返回1.1.2雜質(zhì)半導體（donorandacceptorimpurities）3.3X1012分之一返回（一）N型半導體（NTypesemiconductor）室溫T=300k+++++5返回（二）P型半導體（Ptyp
3、esemiconductor）----返回（三）雜質(zhì)半導體中的載流子濃度本征半導體中載流子由本征激發(fā)產(chǎn)生：ni=pi摻雜半導體中（NorP）→摻雜越多→多子濃度↑→少子濃度↓雜質(zhì)半導體載流子由兩個過程產(chǎn)生：雜質(zhì)電離→多子本征激發(fā)→少子由半導體理論可以證明，兩種載流子的濃度滿足以下關(guān)系：1熱平衡條件：溫度一定時，兩種載流子濃度積之，等于本征濃度的平方。N型半導體：若以nn表示電子（多子），pn表示空穴（少子）則有nn.pn=ni2P型半導體：pp表示空穴（多子），np表示電子濃度（少子）Pp.np=
4、ni22電中性條件：整塊半導體的正電荷量與負電荷量恒等。N型：No表示施主雜質(zhì)濃度，則：nn=No+pnP型：NA表示受主雜質(zhì)濃度，Pp=NA+np由于一般總有No>>pnNA>>np所以有N型：nn≈No且：pn≈ni2/NDP型：pp≈NAnp≈ni2/NA多子濃度等于摻雜濃度少子濃度與本征濃度ni2有關(guān)，與溫度無關(guān)隨溫度升高而增加，是半導體元件溫度漂移的主要原因多子濃度少子濃度返回1.1.3漂移電流與擴散電流半導體中有兩種載流子：電子和空穴，這兩種載流子的定向運動會引起導電電流。引起載流子定
5、向運動的原因有兩種：由于電場而引起的定向運動――漂移運動。（漂移電流）由于載流子的濃度梯度而引起的定向運動――擴散運動（擴散電流）（一）漂移電流（driftcurrent）在電子濃度為n,空穴濃度為p的半導體兩端外加電壓V，在電場E的作用下，空穴將沿電場方向運動，電子將沿與電場相反方向運動：EV●●●●●○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●返回(二）擴散電流（diffusioncurrent）光照N型半導體x●●●●●●●○○○○○●●●n(x)
6、p(x)載流子濃度熱平衡值熱平衡值x●●●●●●●○○○○○●●●●●●●●●●○○○○○●●●●●●●●●●○○○○○●●●返回§1.2PN結(jié)原理1.2.2空間電荷區(qū)特點：1.2.1PN結(jié)的形成及特點返回NP++++++++++++++++----------------§1.2PN結(jié)原理ENP++++++++++++++++----------------返回1.2.1PN結(jié)的形成及特點一PN結(jié)的動態(tài)平衡過程和接觸電位消弱內(nèi)建電場ENP++++++++++++++++-------------
7、---ENP++++++++++++++++----------------熱平衡（動態(tài)平衡）返回1.2.2空間電荷區(qū)特點：NP++++++++++++++++----------------Eρ電荷密度E電場強度φ電位qUФ內(nèi)建電位勢壘（電子勢能）qUФPN返回1.3晶體二極管及應用1．3．2二極管的電阻1．3．3二極管的交流小信號等效模型1.3.4二極管應用電路1．3．1晶體二極管的伏安特性引言返回1．3．5穩(wěn)壓管1．3．6PN結(jié)電容1．3．7PN結(jié)的溫度特性1．3．8二極管主要參數(shù)1.3晶體
8、二極管及應用NP++++++++++++++++----------------E1.3.1晶體二極管的伏安特性返回1.正向偏置，正向電流RUNP++++++++++++++++----------------UiDUφUφ-U擴散iDiDiDiD++__返回NP++++++++++++++++----------------2.反向偏置，反向電流RUUiRNP++++++++++++++++----------------UФUФ+UiRiRiRiR++__返回Si（二）伏安特性
