电子技术基础（模拟电子技术+数字电子技术）全套教学课件

第一章半导体二极管模拟电子技术1-1 半导体的基础知识在自然界中存在着导体、绝缘体和半导体。很容易传导电流的物质称为导体。金属一般是导体，如铜、铝、银等。几乎不传导电流的物质称为绝缘体。例如：橡皮、陶瓷、塑料、石英、云母等。而导电性能界于导体和半导体之间的物质称为半导体。属于半导体的物质很多，用来制造半导体器件的材料主要是硅（ Si ）、锗（ Ge ）和砷化镓（ GaAs ）等，硅的使用较为广泛。1-1 半导体的基础知识·1-1-1 本征半导体所谓本征半导体是指纯净的半导体。硅、锗都是四价元素，其原子核最外层有四个价电子。它们的晶体为共价键结构，如图所示。空穴与自由电子。1-1 半导体的基础知识·1-1-2 杂质半导体为了提高半导体的导电能力，可在本征半导体中掺入微量杂质元素，掺杂后的半导体称为杂质半导体。按掺入杂质的不同有 N 型半导体和 P 型半导 体之分。多数载流子（多子）和少数载流子（少子）P 型半导体晶体结构N 型半导体晶体结构1-1 半导体的基础知识·1-1-2 杂质半导体杂质半导体的导电性能主要取决于多子浓度，多子浓度主要取决于掺杂浓度，其值较大并且稳定，因此导电性能得到显著改善。少子浓度主要与本征激发有关，因此对温度敏感，其大小随温度的升高而增大。N 型半导体P 型半导体1-1 半导体的基础知识·1-1-3 PN 结及其特性· 1 ． PN 结的形成为了采用特定的制造工艺，在同一块半导体基片的两边分别形成 N 型和 P 型半导体。由于 P 型和 N 型半导体交界面两侧的两种载流子浓度有很大的差异，因此会产生载流子从高浓度区向低浓度区的运动，这种运动称为扩散，如图所示。1-1 半导体的基础知识· 1-1-3 PN 结及其特性· 2 ． PN 结的单向导电性（ 1 ） PN 结外加正向电压通常我们将外加在 PN 结上的电压称为偏置电压。如果 PN 结的 P 区电位高于 N 区电位，称为正向偏置，简称正偏。当 PN 结正偏时，外加电场与内电场方向相反，使空间电荷区变窄，所以多子的扩散运动增强，形成较大的扩散电流，其方向由 P 区流向 N 区，称为正向电流 IF 。在一定范围内，外加正向电压 UF 越大，正向电流 IF 越大， PN 结呈低阻导通状态。在 PN 结作开关使用时，相当于开关的闭合。1-1 半导体的基础知识·1-1-3 PN 结及其特性· 2 ． PN 结的单向导电性（ 2 ） PN 结外加反向电压如果 PN 结的 P 区电位低于 N 区电位，称为反向偏...