半導(dǎo)體的基本知識與PN結(jié)ppt課件.ppt

《半導(dǎo)體的基本知識與PN結(jié)ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、電子技術(shù)基礎(chǔ)電子技術(shù)基礎(chǔ)感謝大家前來參加本課程的學(xué)習(xí)1、掌握半導(dǎo)體二極管及直流電源電路的基本概念目的2、掌握數(shù)字電路的基本概念和簡單計算21、半導(dǎo)體的基本知識與PN結(jié)主要內(nèi)容2、半導(dǎo)體二極管的基本應(yīng)用電路3、直流穩(wěn)壓電源概述及應(yīng)用4、數(shù)制與二十進制5、邏輯函數(shù)及幾種表現(xiàn)形式與相互轉(zhuǎn)換6、邏輯函數(shù)代數(shù)法化簡及邏輯表達形式轉(zhuǎn)換7、邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法3學(xué)會用工程觀點分析問題，就是根據(jù)實際情況，對器件的數(shù)學(xué)模型和電路的工作條件進行合理的近似，以便用簡便的分析方法獲得具有實際意義的結(jié)果。對于元器件，重點放在特性、參

2、數(shù)、技術(shù)指標和正確使用方法，不要過分追究其內(nèi)部原理。討論器件的目的在于應(yīng)用。學(xué)習(xí)方法對電路進行分析計算時，只要能滿足技術(shù)指標，就不要過分追究精確的數(shù)值。器件是非線性的、特性有分散性、RC的值有誤差、工程上允許一定的誤差、采用合理估算的方法。4模擬電子技術(shù)5第一章半導(dǎo)體二極管及直流電源電路1.1半導(dǎo)體的基本知識與PN結(jié)1.2半導(dǎo)體二極管1.3特殊二極管1.4半導(dǎo)體二極管的基本應(yīng)用電路1.5直流穩(wěn)壓電源概述1.6穩(wěn)壓電電路的質(zhì)量指標1.7集成三端穩(wěn)壓器本章主要內(nèi)容6第一章半導(dǎo)體二極管及直流電源電路學(xué)習(xí)本章的要求：

3、一、理解PN結(jié)的單向?qū)щ娦远?、掌握普通二極管和穩(wěn)壓管的外特性三、掌握二極管和穩(wěn)壓管的主要應(yīng)用四、熟悉普通二極管和穩(wěn)壓管的工作原理、主要參數(shù)、使用方法五、熟悉集成三端穩(wěn)壓器的使用方法六、了解發(fā)光二極管、光電二極管的使用方法七、了解光電耦合器的使用方法7導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體。絕緣體：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。1.1半導(dǎo)體的基本知識與PN結(jié)1.1

4、.1半導(dǎo)體的基本知識8半導(dǎo)體的導(dǎo)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。摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電能力明顯改變光敏性：當(dāng)受到光照時，導(dǎo)電能力明顯變化熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時，導(dǎo)電能力顯著增強一、半導(dǎo)體的特性利用半導(dǎo)體的這一特性:可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻等利用半導(dǎo)體的這一特性:可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等利用半導(dǎo)體的這一特性:可做成各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管、三極管和晶閘管等9現(xiàn)代電子學(xué)中，用得最多的半導(dǎo)體是硅（+14）和鍺（+32），它們

5、的最外層電子（價電子）都是四個。GeSi通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。101、本征半導(dǎo)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。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體叫本征半導(dǎo)體。11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共價健價電子12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，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電

6、子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。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+413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(dǎo)體中沒有可以運動的帶電粒子（即載流子），它的導(dǎo)電能力為0，相當(dāng)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。2.載流子、自由電子和空穴+4+4+4+4自由電子空穴束縛電

7、子這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。14SiSiSiSi價電子空穴溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多。自由電子在外電場的作用下，空穴吸引相鄰原子的價電子來填補，而在該原子中出現(xiàn)一個新的空穴，其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運動而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動，因此可以認為空穴是載流子。3.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理15注意：(1)本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少,其導(dǎo)電性能很差；(2)溫度愈高，載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。所以，溫度對半導(dǎo)體器件性能影響很大，這是半導(dǎo)體的一大特點。自由電子和空穴都稱為載流子。自由電子和空穴成對地產(chǎn)生

8、的同時，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達到動態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：1.自由電子移動產(chǎn)生的電流。2.空穴移動產(chǎn)生的電流。純凈半導(dǎo)體也稱為本征半導(dǎo)體1．本征半導(dǎo)體中電子空穴成對出現(xiàn)，且數(shù)量少；2．半導(dǎo)體中有電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電；3．本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力弱，并與溫度有關(guān)。16在本征半導(dǎo)體中摻入某些微