模拟电子技术(引言、第一章)
模拟电子技术
模拟电子技术模拟电子技术(Analog Electronics)1. 引言模拟电子技术是电子工程中的重要分支,是指对于连续信号或模拟信号进行处理和传输的技术。
模拟电子技术在很多领域中都有广泛的应用,例如:通信系统、音频系统、视频系统和传感器等。
本文将介绍模拟电子技术的基本原理、常见电路和应用。
2. 模拟电子技术基础在模拟电子技术中,最基础的概念是模拟信号和数字信号的区别。
模拟信号是连续的信号,可以取任意值;而数字信号是离散的信号,只能取有限的值。
模拟电子技术主要处理的是模拟信号的采集、处理和传输问题。
3. 模拟电子技术的基本元件在模拟电子技术中,常见的基本元件有电阻、电容和电感。
电阻用于限制电流流动的大小,电容用于储存电荷,电感用于储存能量。
这些基本元件的组合可以构成各种电路,例如:放大器、滤波器和振荡器等。
4. 模拟电路4.1 放大器放大器是模拟电子技术中最常见的电路之一,用于将输入信号放大到所需的幅度。
常见的放大器有运算放大器、差分放大器和功率放大器等。
放大器的设计和分析可以借助电路分析方法、微分方程和频域分析等工具。
4.2 滤波器滤波器可以将输入信号的某些频率成分滤除或增强,以实现对信号的处理。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
滤波器的设计和分析可以利用频域分析、传递函数和滤波器特性等方法。
4.3 振荡器振荡器是产生连续振荡信号的电路,常见的振荡器有正弦波振荡器和方波振荡器等。
振荡器的设计和分析可以利用正弦振荡条件、反馈电路和频率稳定性等原理。
5. 模拟电子技术的应用模拟电子技术在很多领域中都有广泛的应用。
例如在通信系统中,模拟电子技术用于信号传输、调制解调和频率选择等方面。
在音频系统中,模拟电子技术用于音频信号放大、音效处理和音频编解码等方面。
在视频系统中,模拟电子技术用于视频信号放大、视频处理和视频编解码等方面。
此外,模拟电子技术还广泛应用于传感器、自动控制系统和仪器仪表等领域。
模电第1章复习精简版
第一章
半导体器件
价电子
(a) 硅、锗原子结构 最外层电子称价电子 4 价元素
+4
惯性核
4 价元素的原子常常用 + 4 电荷的正离子和周围 4 个价电子表示。
(b) 简化模型
图 1-1 原子结构及简化模型
第一章
半导体器件
2)
本征半导体的原子结构
完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导 体称为本征半导体。
带负电的自由电子 带正电的空穴
2. 本征半导体中,自由电子和空穴总是成对出现, 称为 电子 - 空穴对。
3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度用 ni 和 pi 表示,显然 ni = pi 。 4. 由于物质的运动,自由电子和空穴不断的产生又 不断的复合。在一定的温度下,产生与复合运动会达到 平衡,载流子的浓度就一定了。 5. 载流子的浓度与温度密切相关(它随着温度的升 高,基本按指数规律增加)。
I / mA
60 40 死区 20 电压
0 0.4 0.8 U / V
正向特性
第一章
半导体器件
I / mA
–50 –25
– 0.02
2. 反向特性 二极管加反向电压,反 向电流很小; 当电压超过零点几伏后, 反向电流不随电压增加而增 大,即饱和;
0U / V
反向饱 和电流
– 0.04
反向特性
如果反向电压继续升高,大到一定数值时,反向电 流会突然增大;
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
杂质半导体的的简化表示法
第一章
半导体器件
1.2 半导体二极管
1)PN 结的形成
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体,另 一侧掺杂成为 N 型半导体,两个区域的交界处就形成了 一个特殊的薄层,称为 PN 结。
电子技术基础模拟部分
电子技术基础模拟部分 第一章 绪论1、写出下列正弦电压信号的表达式(设初始相角为零): (1)峰-峰值10V ,频率10 kHz; (2)有效值220 V ,频率50 Hz; (3)峰-峰值100 mV ,周期1 ms ; (4)峰-峰值0.25 V ,角频率1000 rad/s;解:正弦波电压表达式为 )t sin(V = (t)m θω+v ,由于0=θ,于是得到: (1) V )105sin(2 = (t)4t v π⨯; (2) V 001sin 2220 = (t)t v π; (3) V 00020.05sin = (t)t v π;(4) V 00010.125sin= (t)t v ;2、电压放大电路模型如图( 主教材图 1.4. 2a ) 所示,设输出开路电压增益10=vo A 。
试分别计算下列条件下的源电压增益s vs A υυο=:( 1 ) si i R R 10= ,οR R L 10=; ( 2) si i R R = ,οR R i =; ( 3) 10si i R R = ,10οR R L =; ( 4 ) si i R R 10= ,10οR R L =。
电压放大电路模型解:由图可知,)(i si i i s R R R v v +=,i v LLA R R R v νοοο⋅+=,所以可得以下结果: (1)si i R R 10=,οR R L 10=时,i i si i i s v R R R v v 1011)(=+=,i i v L L v A R R R v 101110⨯=⋅+=νοοο,则源电压增益为26.8101111100≈==i i s vs v v v v A ο。
同理可得: (2)5.225===ii s vs v v v v A ο (3)0826.0111110≈==i i s vs v v v v A ο (4)826.010111110≈==i i s vs v v v v A ο3、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰-峰值分别为5μA 和5mV ,输出端接2k Ω电阻负载,测量到正弦电压信号峰-峰值为1V 。
模拟电子技术基础章节总结
模拟电子技术基础章节总结模拟电子技术基础章节总结篇一:模拟电子技术基础总结第一章晶体二极管及应用电路一、半导体知识1.本征半导体·单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅(Si)和锗(Ge)(图1-2)。
前者是制造半导体ic的材料(三五价化合物砷化镓Gaas 是微波毫米波半导体器件和ic的重要材料)。
·纯净(纯度>7n)且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。
在一定的温度下,本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发(又称热激发或产生)(图1-3)。
本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴对。
温度越高,本征激发越强。
·空穴是半导体中的一种等效?q载流子。
空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格中的空位,使局部显示?q电荷的空位宏观定向运动(图1-4)。
·在一定的温度下,自由电子与空穴在热运动中相遇,使一对自由电子和空穴消失的现象称为载流子复合。
复合是产生的相反过程,当产生等于复合时,称载流子处于平衡状态。
2.杂质半导体·在本征硅(或锗)中渗入微量5价(或3价)元素后形成n型(或P型)杂质半导体(n型:图1-5,P型:图1-6)。
·在很低的温度下,n型(P型)半导体中的杂质会全部电离,产生自由电子和杂质正离子对(空穴和杂质负离子对)。
·由于杂质电离,使n型半导体中的多子是自由电子,少子是空穴,而P型半导体中的多子是空穴,少子是自由电子。
·在常温下,多子>>少子(图1-7)。
多子浓度几乎等于杂质浓度,与温度无关;两少子浓度是温度的敏感函数。
·在相同掺杂和常温下,Si的少子浓度远小于Ge的少子浓度。
3.半导体中的两种电流在半导体中存在因电场作用产生的载流子漂移电流(这与金属导电一致);还存在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
4.Pn结·在具有完整晶格的P型和n型材料的物理界面附近,会形成一个特殊的薄层——Pn结(图1-8)。
精品文档-模拟电子技术(江晓安)(第三版)-第1章
第一章 半导体器件
图 1 – 5 P型半导体的共价键结构
第一章 半导体器件
1.2PN 结
1.2.1 异型半导体接触现象 在P型和N型半导体的交界面两侧, 由于电子和空穴的
浓度相差悬殊, 因而将产生扩散运动。 电子由N区向P区扩 散; 空穴由P区向N区扩散。 由于它们均是带电粒子(离 子), 因而电子由N区向P区扩散的同时, 在交界面N区剩下 不能移动(不参与导电)的带正电的杂质离子; 空穴由P区向 N区扩散的同时, 在交界面P区剩下不能移动(不参与导电) 的带负电的杂质离子, 于是形成了空间电荷区。 在P区和N 区的交界处形成了电场(称为自建场)。 在此电场 作用下, 载流子将作漂移运, 其运动方向正好与扩散运动方 向相反, 阻止扩散运动。 电荷扩散得越多, 电场越强, 因而 漂移运动越强, 对扩散的阻力越大。 当达到平衡时, 扩散运 动的作用与漂移运动的作用相等, 通过界面的载流子总数为 0, 即PN结的电流为0。 此时在PN区交界处形成一个缺 少载流子的高阻区, 我们称为阻挡层(又称为耗尽层)。 上述 过程如图1-6(a)、 (b)所示。
所谓“齐纳”击穿, 是指当PN结两边掺入高浓度的杂 质时, 其阻挡层宽度很小, 即使外加反向电压不太高(一般为 几伏), 在PN结内就可形成很强的电场(可达2×106 V/cm), 将共价键的价电子直接拉出来, 产生电子-空穴对, 使反向电 流急剧增加, 出现击穿现象。
第一章 半导体器件
对硅材料的PN结, 击穿电压UB大于7V时通常是 雪崩击穿, 小于4V时通常是齐纳击穿;UB在4V和7V之间 时两种击穿均有。由于击穿破坏了PN结的单向导电特性, 因而一般使用时应避免出现击穿现象。
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第一章 半导体器件
模拟电子技术(第三版)江晓安版 第一章ppt
教材:《模拟电子技术》(第三版) 作者:江晓安 西电出版社
专业基础课课程体系
专业基础课
专业课
模电 (低频电子线路) 高频电子线路等 电路 数电 (计算机硬件) 信号与系统
学位课
微机原理、单片机等
数字信号处理
语音信号处理
图像信号处理等
考研课—电子技术(模电、数电)、信号与系统
概述:
3. 本征半导体中的两种载流子
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时,带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电, 且运动方向相反。由于载流子数 目很少,故导电性很差。 温度升高,热运动加剧,载 流子浓度增大,导电性增强。 热力学温度0K时不导电。 两种载流子
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体?
2. 本征半导体的结构
共价键
由于热运动,具有足够能量 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置,称为空穴 自由电子与空穴相碰同时消失,称为复合。 动态平衡 一定温度下,自由电子与空穴对的浓度一定;温度升高, 热运动加剧,挣脱共价键的电子增多,自由电子与空穴对 的浓度加大。
电子技术的发展 从电子管→半导体管→集成电路
1904年 电子管问世
1947年 晶体管诞生
1958年集成电 路研制成功
1958年只有4个晶体管 1997年一芯片中有40亿个晶体管 电子管、晶体管、集成电路比较
值得纪念的几位科学家!
第一只晶体管的发明者 (by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab) 贝尔实验室三名科学家在1947 年11月底发明了晶体管,1956年因 此获得诺贝尔物理学奖。 巴因所做的超导研究于1972年 第二次获得诺贝尔物理学奖。 第一个集成电路及其发明者 ( Jack Kilby from TI ) 1958年9月12日,在德州仪器公司 的实验室,实现了把电子器件集成在 一块半导体材料上的构想。42年后, 于2000年获诺贝尔物理学奖。
模拟电子技术第一章PPT课件
06 反馈放大电路
反馈的基本概念
反馈:将放大电路输出信号的一部分或全部,通过一定 的方式(反馈网络)送回到输入端的过程。
反馈的判断:瞬时极性法。
反馈的分类:正反馈和负反馈。 反馈的连接方式:串联反馈和并联反馈。
正反馈和负反馈
正反馈
反馈信号使输入信号增强的反 馈。
负反馈
反馈信号使输入信号减弱的反 馈。
集成化与小型化
随着便携式设备的普及,模拟电子技术需要实现 更高的集成度和更小体积,以满足设备小型化的 需求。
未来发展趋势
智能化
01
随着人工智能技术的发展,模拟电子技术将逐渐实现智能化,
能够自适应地处理各种复杂信号和数据。
高效化
02
未来模拟电子技术将更加注重能效,通过优化电路设计和材料
选择,提高能量利用效率和系统稳定性。
电压放大倍数的大小与电路中 各元件的参数有关,可以通过 调整元件参数来改变电压放大 倍数。在实际应用中,需要根 据具体需求选择合适的电压放 大倍数。
输入电阻和输出电阻
总结词
详细描述
总结词
详细描述
输入电阻和输出电阻分别表 示放大电路对信号源和负载 的阻抗,影响信号源和负载 的工作状态。
输入电阻越大,信号源的负 载越轻,信号源的输出电压 越稳定;输出电阻越小,放 大电路对负载的驱动能力越 强,负载得到的信号电压越 大。
共基放大电路和共集放大电路
共基放大电路的结构和工作原理
共基放大电路是一种特殊的放大电路,其输入级和输出级采用相同的晶体管,输入信号 通过输入级进入,经过晶体管的放大作用,输出信号被送到输出级,最终输出放大的信
号。
共集放大电路的结构和工作原理
共集放大电路是一种常用的放大电路,其结构包括输入级、输出级和偏置电路。输入信 号通过输入级进入,经过晶体管的放大作用,输出信号被送到输出级,最终输出放大的 信号。共集放大电路的特点是电压增益高、电流增益低、输出电压与输入电压同相位。
模拟电子技术教案
模拟电子技术教案第一章:模拟电子技术基础1.1 学习目的:(1)理解模拟电子技术的基本概念;(2)掌握模拟信号的分类及特点;(3)了解模拟电路的组成及基本原理。
1.2 教学内容:(1)模拟电子技术的定义与特点;(2)模拟信号的分类及特点;(3)模拟电路的组成;(4)模拟电路的基本原理。
1.3 教学方法:(1)采用讲解、演示、实验相结合的方式进行教学;(2)通过具体案例分析,让学生深入了解模拟电子技术的应用;(3)引导学生进行自主学习,提高分析问题和解决问题的能力。
1.4 教学资源:(1)教材:《模拟电子技术基础》;(2)实验设备:模拟电路实验板、信号发生器、示波器等;(3)网络资源:相关在线课程、学术文章等。
第二章:放大器电路2.1 学习目的:(1)掌握放大器电路的基本原理;(2)了解不同类型的放大器电路及其应用;(3)学会分析放大器电路的性能指标。
2.2 教学内容:(1)放大器电路的分类及特点;(2)放大器电路的基本原理;(3)常见放大器电路及其应用;(4)放大器电路的性能指标分析。
2.3 教学方法:(1)采用讲解、演示、实验相结合的方式进行教学;(2)通过实际案例,让学生了解放大器电路在实际应用中的重要性;(3)引导学生进行自主学习,提高分析问题和解决问题的能力。
2.4 教学资源:(1)教材:《模拟电子技术基础》;(2)实验设备:放大器电路实验板、信号发生器、示波器等;(3)网络资源:相关在线课程、学术文章等。
第三章:滤波器电路3.1 学习目的:(1)理解滤波器电路的基本原理;(2)掌握不同类型的滤波器电路及其应用;(3)学会分析滤波器电路的性能指标。
3.2 教学内容:(1)滤波器电路的分类及特点;(2)滤波器电路的基本原理;(3)常见滤波器电路及其应用;(4)滤波器电路的性能指标分析。
3.3 教学方法:(1)采用讲解、演示、实验相结合的方式进行教学;(2)通过实际案例,让学生了解滤波器电路在实际应用中的重要性;(3)引导学生进行自主学习,提高分析问题和解决问题的能力。
模拟电子技术(第2版)课后习题答案第一章
第一章 半导体器件1.1 电路如图P1.1所示,设二极管为理想的,试判断下列情况下,电路中的二极管是导通还是截止,并求出AO 两端的电压AO U 。
(1)V V DD 61=,V V DD 122=;(2)V V DD 61=、V V DD 122-=;(3)V V DD 61-=、V V DD 122-=。
解:1、当V V DD 61=、V V DD 122=时,假设二极管是截止的,则V V B 6=、V V A 12=二极管承受反偏电压,所以二极管截止假设成立。
V V U DD AO 122==。
2、当V V DD 61=、V V DD 122-=时,假设二极管是截止的则V V B 6=、V V A 12-=二极管承受正偏电压,所以二极管截止假设不成立,二极管导通。
V V U DD AO 61==。
3、当V V DD 61-=、V V DD 122-=时,假设二极管是截止的,则V V B 6-=、V V A 12-= 二极管承受正偏电压,所以二极管截止假设不成立,二极管导通。
V V U U DD BO AO 61-===。
1.2 二极管电路如图P1.2所示,二极管的导通电压VU D 7.0)on (=,试分别求出Ω=k R 1、Ω=k R 4时,电路中的电流O I I I 、、21和输出电压O U 。
解:1、当Ω=k R 1时,假设二极管是截止的,则mA I I O 5.41192=+=-= V R I U V L O O B 5.415.4-=⨯-===V V A 3-= (V V V B A 5.1=-)由上分析可知,二极管承受正偏电压导通(假设不成立)故可得其等效电路如图P1.2b所示:根据KCL 、 KVL :⎪⎩⎪⎨⎧+-=-+=+=RI R I R I I I I LO O 222197.039 解之:mA I mAI mA I 3.56.17.3210==-=V R I U L O O 7.317.3-=⨯-==2、当Ω=k R 4时,假设二极管是截止的,则mA I I O 8.11492=+=-=VR I U V L O O B 8.118.1-=⨯-===V V A 3-= V U U B A 2.1-=-由上分析可知,二极管承受反偏电压截止(假设成立)01=I mA I I 8.102=-=V R I U L O O 8.118.1-=⨯-==3.3 设二极管为理想的,试判断P1.3所示电路中各二极管是导通还是截止,并求出AO两端的电压AO U解:(a )假设21V V 、均截止,则V V A 10=、V V B 6-=、V V O 0=, 21V V 、均承受正偏电压,但2V 管的正向偏值电压更大,故它首先导通。
模拟电子技术项目化教案
模拟电子技术项目化教案第一章:模拟电子技术基础1.1 教学目标了解模拟电子技术的基本概念和原理掌握常用模拟电子元件的特性和应用理解电路的基本分析和设计方法1.2 教学内容模拟电子技术的定义和特点常用模拟电子元件(如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等)的特性电路的基本分析和设计方法(如叠加原理、戴维南-诺顿定理、交流稳态分析等)1.3 教学活动引入模拟电子技术的实际应用案例,引发学生兴趣通过示例电路,讲解模拟电子元件的特性和应用进行简单的电路分析和设计练习,巩固学生对基本概念的理解第二章:放大电路分析2.1 教学目标掌握放大电路的基本原理和分析方法理解放大电路的类型和应用学会使用仿真软件进行放大电路的设计和仿真2.2 教学内容放大电路的定义和作用放大电路的基本原理(如电压放大、电流放大、功率放大等)放大电路的分析方法(如小信号模型分析、频率响应分析等)2.3 教学活动通过实际电路案例,引入放大电路的概念和作用讲解放大电路的基本原理和分析方法引导学生使用仿真软件进行放大电路的设计和仿真,培养实际操作能力第三章:滤波器设计3.1 教学目标了解滤波器的基本原理和类型掌握滤波器的设计方法和应用学会使用仿真软件进行滤波器的设计和仿真3.2 教学内容滤波器的定义和作用滤波器的类型(如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等)滤波器的设计方法(如巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器等)3.3 教学活动通过实际电路案例,引入滤波器的需求和作用讲解滤波器的基本原理和类型引导学生使用仿真软件进行滤波器的设计和仿真,培养实际操作能力第四章:振荡电路分析4.1 教学目标掌握振荡电路的基本原理和分析方法理解振荡电路的类型和应用学会使用仿真软件进行振荡电路的设计和仿真4.2 教学内容振荡电路的定义和作用振荡电路的基本原理(如LC振荡器、RC振荡器等)振荡电路的分析方法(如频率分析、稳定性分析等)4.3 教学活动通过实际电路案例,引入振荡电路的概念和作用讲解振荡电路的基本原理和分析方法引导学生使用仿真软件进行振荡电路的设计和仿真,培养实际操作能力第五章:模拟电子技术应用实例5.1 教学目标了解模拟电子技术在实际应用中的案例掌握模拟电子技术在不同领域的应用方法培养学生的实际操作能力和问题解决能力5.2 教学内容模拟电子技术在通信系统中的应用(如放大器、滤波器、振荡器等)模拟电子技术在信号处理中的应用(如模拟信号处理、数字信号处理等)模拟电子技术在传感器中的应用(如温度传感器、压力传感器等)5.3 教学活动引入具体的模拟电子技术应用实例,引发学生兴趣讲解模拟电子技术在不同领域的应用方法和实例进行实际操作练习,培养学生的实际操作能力和问题解决能力第六章:模拟电路仿真与实验6.1 教学目标学会使用仿真软件进行模拟电路的分析和设计熟悉实验室常用仪器和设备的使用掌握模拟电路实验的基本步骤和技巧6.2 教学内容仿真软件的使用方法和技巧(如Multisim、LTspice等)实验室常用仪器和设备(如示波器、信号发生器、万用表等)模拟电路实验的基本步骤(如实验准备、实验操作、数据采集等)6.3 教学活动讲解仿真软件的使用方法和技巧,并进行实际操作演示介绍实验室常用仪器和设备的使用方法,并进行实际操作演示安排学生进行模拟电路实验,指导学生完成实验步骤,并采集数据第七章:放大电路设计7.1 教学目标学会设计放大电路掌握放大电路的测试与优化方法了解放大电路在不同应用场景下的设计要求7.2 教学内容放大电路设计的方法和步骤放大电路的测试与优化方法(如gn、bandwidth、slew rate等)放大电路在不同应用场景下的设计要求(如音频放大器、op-amp应用等)7.3 教学活动讲解放大电路设计的方法和步骤,并通过实际案例进行演示引导学生进行放大电路的测试与优化,培养实际操作能力分析放大电路在不同应用场景下的设计要求,并进行案例分析第八章:滤波器设计8.1 教学目标学会设计滤波器掌握滤波器的测试与优化方法了解滤波器在不同应用场景下的设计要求8.2 教学内容滤波器设计的方法和步骤滤波器的测试与优化方法(如cutoff frequency、ripple、phase response 等)滤波器在不同应用场景下的设计要求(如low-pass、high-pass、band-pass 等)8.3 教学活动讲解滤波器设计的方法和步骤,并通过实际案例进行演示引导学生进行滤波器的测试与优化,培养实际操作能力分析滤波器在不同应用场景下的设计要求,并进行案例分析第九章:振荡电路设计9.1 教学目标学会设计振荡电路掌握振荡电路的测试与优化方法了解振荡电路在不同应用场景下的设计要求9.2 教学内容振荡电路设计的方法和步骤振荡电路的测试与优化方法(如frequency、stability、phase lock等)振荡电路在不同应用场景下的设计要求(如signal generation、clock oscillator等)9.3 教学活动讲解振荡电路设计的方法和步骤,并通过实际案例进行演示引导学生进行振荡电路的测试与优化,培养实际操作能力分析振荡电路在不同应用场景下的设计要求,并进行案例分析第十章:模拟电子技术综合项目10.1 教学目标培养学生综合运用模拟电子技术知识进行项目设计和实施的能力培养学生的问题解决能力和团队协作能力加深学生对模拟电子技术在实际应用中的理解10.2 教学内容模拟电子技术综合项目的选题和策划项目的设计和实施方法(包括电路设计、仿真、实验等)10.3 教学活动讲解模拟电子技术综合项目的选题和策划方法,并进行实际案例分析引导学生进行项目的设计和实施,包括电路设计、仿真、实验等,培养实际操作能力重点和难点解析1. 教学内容的深入理解:在第一章至第四章中,学生需要理解模拟电子技术的基本概念、原理和分析方法。
模拟电子技术教案
模拟电子技术教案第一章:模拟电子技术概述1.1 教学目标了解模拟电子技术的基本概念掌握模拟电子技术的主要应用领域理解模拟电子技术的基本原理1.2 教学内容模拟电子技术的定义模拟电子技术与数字电子技术的区别模拟电子技术的主要应用领域模拟电子技术的基本原理及其重要性1.3 教学方法采用讲解、案例分析、互动讨论等方式进行教学1.4 教学评估课堂问答小组讨论课后作业第二章:放大器电路2.1 教学目标理解放大器电路的基本原理掌握放大器电路的主要应用学会分析放大器电路的性能指标2.2 教学内容放大器电路的分类及原理放大器电路的主要应用放大器电路的性能指标分析2.3 教学方法采用讲解、实例分析、互动讨论等方式进行教学2.4 教学评估课堂问答小组讨论课后作业第三章:滤波器电路3.1 教学目标理解滤波器电路的基本原理掌握滤波器电路的主要应用学会分析滤波器电路的性能指标3.2 教学内容滤波器电路的分类及原理滤波器电路的主要应用滤波器电路的性能指标分析3.3 教学方法采用讲解、实例分析、互动讨论等方式进行教学3.4 教学评估课堂问答小组讨论课后作业第四章:振荡器电路4.1 教学目标理解振荡器电路的基本原理掌握振荡器电路的主要应用学会分析振荡器电路的性能指标4.2 教学内容振荡器电路的分类及原理振荡器电路的主要应用振荡器电路的性能指标分析4.3 教学方法采用讲解、实例分析、互动讨论等方式进行教学4.4 教学评估课堂问答小组讨论课后作业第五章:模拟集成电路5.1 教学目标理解模拟集成电路的基本原理掌握模拟集成电路的主要应用学会分析模拟集成电路的性能指标5.2 教学内容模拟集成电路的分类及原理模拟集成电路的主要应用模拟集成电路的性能指标分析5.3 教学方法采用讲解、实例分析、互动讨论等方式进行教学5.4 教学评估课堂问答小组讨论课后作业第六章:模拟信号处理6.1 教学目标理解模拟信号处理的基本概念掌握模拟信号处理的主要技术学会分析模拟信号处理的性能指标6.2 教学内容模拟信号处理的概念与分类模拟信号处理的主要技术,包括滤波、放大、调制等模拟信号处理的性能指标分析,如信噪比、失真度等6.3 教学方法采用讲解、实例分析、互动讨论等方式进行教学6.4 教学评估课堂问答小组讨论课后作业第七章:模拟电路设计与仿真7.1 教学目标理解模拟电路设计的基本原则掌握模拟电路仿真的一般方法学会使用仿真软件进行模拟电路的设计与分析7.2 教学内容模拟电路设计的基本原则与步骤模拟电路仿真的一般方法与流程常见仿真软件的使用方法,如Multisim、LTspice等7.3 教学方法采用讲解、实例分析、互动讨论等方式进行教学7.4 教学评估课堂问答小组讨论课后作业第八章:模拟电子技术的应用8.1 教学目标理解模拟电子技术在现代社会中的广泛应用掌握模拟电子技术在实际应用中的关键作用学会分析模拟电子技术应用中的具体问题8.2 教学内容模拟电子技术在通信、音响、医疗等领域的应用实例模拟电子技术在实际应用中的关键作用,如信号处理、滤波等模拟电子技术应用中常见的问题及其解决方法8.3 教学方法采用讲解、实例分析、互动讨论等方式进行教学8.4 教学评估课堂问答小组讨论课后作业第九章:模拟电子技术实验9.1 教学目标掌握模拟电子技术的基本实验技能学会使用常用实验仪器与设备熟练进行模拟电子技术实验操作9.2 教学内容模拟电子技术实验基本要求与注意事项常用实验仪器与设备的使用方法经典模拟电子技术实验项目,如放大器、滤波器等的设计与测试9.3 教学方法采用讲解、示范、互动讨论等方式进行教学9.4 教学评估实验报告实验操作考核实验成果展示第十章:模拟电子技术在现代科技中的应用及发展趋势10.1 教学目标了解模拟电子技术在现代科技领域中的应用掌握模拟电子技术的发展趋势学会分析模拟电子技术在现代科技发展中的重要作用10.2 教学内容模拟电子技术在现代科技领域中的应用,如物联网、大数据等模拟电子技术的发展趋势,包括微电子技术、集成技术等模拟电子技术在现代科技发展中的重要作用及其影响10.3 教学方法采用讲解、实例分析、互动讨论等方式进行教学10.4 教学评估课堂问答小组讨论课后作业重点和难点解析1. 模拟电子技术的定义及应用领域:理解模拟电子技术的基本概念和主要应用领域是教学的基础,需要重点关注。
模拟电子技术基础第四版课件-第一章
20A IB=0 9 12 UCE(V)
(1-51)
4
IC(mA
) 此区域中UC1E00UBAE,
集电结正偏,
3
IB>IC,UCE800.3VA 称为饱和区。
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
(1-52)
IC(mA ) 4 3
2
此1区00域A中 :
I,UB=B80E0<,ICA死=I区CEO 电压60,A称为 截止40区A。
变薄
+ P
-+ -+ -+ -+
内电场被削弱,多子 的扩散加强能够形成 较大的扩散电流。
_ N
外电场
R
内电场
E
(1-22)
2、PN 结反向偏置
_ P
变厚
-+ -+ -+ -+
内电场被被加强,多子
的扩散受抑制。少子漂
移加强,但少子数量有
限,只能形成较小的反
向电流。
+
N
内电场
外电场
R
E
(1-23)
3 PN 结方程
I
U
I I S (e UT 1)
U
三 PN结的击穿
(1-24)
四 PN结的电容效应
PN结高频小信号时的等效电路: rd
势垒电容和扩散电 容的综合效应
(1-25)
1. 2 半导体二极管
1.2. 1 半导体二极管的结构和符号
PN 结加上管壳和引线,就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
《模拟电子技术基础》教学教案
《模拟电子技术基础》教学教案第一章:绪论1.1 教学目标让学生了解模拟电子技术的基本概念和特点使学生掌握模拟电子技术在工程应用中的重要性培养学生对模拟电子技术的兴趣和好奇心1.2 教学内容模拟电子技术的定义和发展历程模拟电子技术的基本特点和应用领域模拟电子技术在工程实践中的重要性1.3 教学方法采用讲授法,讲解模拟电子技术的概念和特点通过实例分析,使学生了解模拟电子技术在实际应用中的作用引导学生进行思考和讨论,培养学生的创新意识1.4 教学评估课堂问答:检查学生对模拟电子技术概念的理解程度第二章:常用半导体器件2.1 教学目标让学生掌握半导体器件的基本原理和特性使学生能够识别和使用常用的半导体器件培养学生对半导体器件在电路中的应用能力2.2 教学内容半导体的基本概念和性质常用半导体器件的结构和特性半导体器件的应用电路及功能2.3 教学方法采用讲解法,介绍半导体器件的基本原理和特性通过实验演示,使学生能够直观地观察半导体器件的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力2.4 教学评估课堂问答:检查学生对半导体器件原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对半导体器件的应用能力第三章:基本放大电路3.1 教学目标让学生了解放大电路的基本原理和分类使学生掌握基本放大电路的设计和分析方法培养学生对放大电路在模拟电路中的应用能力3.2 教学内容放大电路的基本原理和分类基本放大电路的设计和分析方法放大电路的应用实例及功能3.3 教学方法采用讲解法,介绍放大电路的基本原理和分类通过仿真实验,使学生能够直观地观察放大电路的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力3.4 教学评估课堂问答:检查学生对放大电路原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对放大电路的应用能力第四章:集成运算放大器4.1 教学目标让学生了解集成运算放大器的基本原理和特性使学生掌握集成运算放大器的应用电路及功能培养学生对集成运算放大器在模拟电路中的应用能力4.2 教学内容集成运算放大器的基本原理和特性集成运算放大器的应用电路及功能集成运算放大器的选择和使用方法4.3 教学方法采用讲解法,介绍集成运算放大器的基本原理和特性通过实验演示,使学生能够直观地观察集成运算放大器的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力4.4 教学评估课堂问答:检查学生对集成运算放大器原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对集成运算放大器的应用能力第五章:模拟信号处理5.1 教学目标让学生了解模拟信号处理的基本原理和方法使学生掌握模拟信号处理电路的设计和分析方法培养学生对模拟信号处理在实际应用中的创新能力5.2 教学内容模拟信号处理的基本原理和方法模拟信号处理电路的设计和分析方法模拟信号处理的应用实例及功能5.3 教学方法采用讲解法,介绍模拟信号处理的基本原理和方法通过仿真实验,使学生能够直观地观察模拟信号处理电路的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力5.4 教学评估课堂问答:检查学生对模拟信号处理原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对模拟信号处理电路的应用能力第六章:数字电子技术基础6.1 教学目标让学生了解数字电子技术的基本概念和特点使学生掌握数字电子技术在工程应用中的重要性培养学生对数字电子技术的兴趣和好奇心6.2 教学内容数字电子技术的定义和发展历程数字电子技术的基本特点和应用领域数字电子技术在工程实践中的重要性6.3 教学方法采用讲授法,讲解数字电子技术的概念和特点通过实例分析,使学生了解数字电子技术在实际应用中的作用引导学生进行思考和讨论,培养学生的创新意识6.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字电子技术概念的理解程度第七章:常用数字逻辑器件7.1 教学目标让学生掌握数字逻辑器件的基本原理和特性使学生能够识别和使用常用的数字逻辑器件培养学生对数字逻辑器件在电路中的应用能力7.2 教学内容数字逻辑器件的基本概念和性质常用数字逻辑器件的结构和特性数字逻辑器件的应用电路及功能7.3 教学方法采用讲解法,介绍数字逻辑器件的基本原理和特性通过实验演示,使学生能够直观地观察数字逻辑器件的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力7.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字逻辑器件原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对数字逻辑器件的应用能力第八章:数字电路设计8.1 教学目标让学生了解数字电路设计的基本原理和方法使学生掌握数字电路设计的过程和技巧培养学生对数字电路设计在实际应用中的创新能力8.2 教学内容数字电路设计的基本原理和方法数字电路设计的过程和技巧数字电路设计的应用实例及功能8.3 教学方法采用讲解法,介绍数字电路设计的基本原理和方法通过仿真实验,使学生能够直观地观察数字电路设计的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力8.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字电路设计原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对数字电路设计的应用能力第九章:数字信号处理9.1 教学目标让学生了解数字信号处理的基本原理和方法使学生掌握数字信号处理电路的设计和分析方法培养学生对数字信号处理在实际应用中的创新能力9.2 教学内容数字信号处理的基本原理和方法数字信号处理电路的设计和分析方法数字信号处理的应用实例及功能9.3 教学方法采用讲解法,介绍数字信号处理的基本原理和方法通过仿真实验,使学生能够直观地观察数字信号处理电路的工作状态引导学生进行实践操作,培养学生的动手能力9.4 教学评估课堂问答:检查学生对数字信号处理原理的理解程度实验报告:评估学生在实验中对数字信号处理电路的应用能力第十章:综合应用与实践10.1 教学目标让学生掌握模拟电子技术和数字电子技术的综合应用使学生能够独立完成复杂的电子系统设计和分析培养学生解决实际电子工程问题的能力10.2 教学内容模拟电子技术与数字电子技术的综合应用案例复杂电子系统的设计和分析方法实际电子工程问题的解决策略10.3 教学方法采用案例教学法,分析模拟电子技术与数字电子技术的综合应用通过项目驱动,让学生参与复杂电子系统的设计和分析引导学生进行创新实践,培养学生的工程能力10.4 教学评估项目报告:评估学生在项目中对模拟电子技术和数字电子技术的综合应用能力课堂展示:检查学生对复杂电子系统设计和分析的理解程度综合测试:评估学生解决实际电子工程问题的能力1. 教学目标让学生理解模拟电子技术的基本概念和原理使学生掌握常用半导体器件的结构、特性和应用培养学生运用模拟电子技术解决实际问题的能力2. 教学内容半导体的基本概念、性质和制备方法常用半导体器件(如二极管、晶体管、集成电路等)的结构和特性模拟电子技术在实际工程应用中的典型案例分析3. 教学方法采用讲授法,讲解模拟电子技术的基本原理和概念通过实验演示,让学生亲身体验半导体器件的工作状态结合实例分析,培养学生的实际应用能力4. 教学评估课堂问答:检查学生对模拟电子技术基本原理的理解程度课后作业:要求学生完成相关的半导体器件应用案例第一章:绪论模拟电子技术的定义和发展历程模拟电子技术的应用领域和重要性半导体导电性的基本原理第二章:半导体器件基础半导体的基本概念和性质常用半导体器件(如二极管、晶体管等)的结构和特性半导体器件的参数和应用第三章:放大器电路放大器电路的基本原理和类型放大器电路的设计和分析方法放大器电路的应用实例第四章:振荡器和滤波器振荡器的工作原理和类型滤波器的原理和设计方法振荡器和滤波器的应用案例第五章:模拟电子技术在工程应用中的案例分析模拟电子技术在信号处理中的应用模拟电子技术在通信系统中的应用模拟电子技术在控制系统和功率电子中的应用。
模拟电子技术项目化教程教材答案
模拟电子技术项目化教程教材答案第一章:引言1.1 简介本教程旨在介绍模拟电子技术的基本原理和应用,并通过项目化教学的方式帮助学生深入理解和应用这些知识。
本教材答案提供了与教材相对应的习题答案,以帮助学生检验自己的学习成果。
1.2 适用范围本教材答案适用于学习模拟电子技术的学生,包括电子工程专业的本科生和研究生。
第二章:电子元件和电路基础2.1 电子元件2.1.1 晶体管习题1:晶体管的基本结构是什么?它的工作原理是什么?答案:晶体管由三个掺杂不同材料的半导体层构成,即 P型半导体、N 型半导体和 P 型半导体。
晶体管的工作原理是通过控制基极电流,来控制集电极和发射极之间的电流流动,从而实现放大或开关功能。
2.1.2 二极管习题2:二极管的作用是什么?它的正向和反向特性有什么区别?答案:二极管的作用是将电流只能沿一个方向通过。
在正向特性下,二极管可以近似看作一个导电性很好的开关,电流可以顺畅地通过。
在反向特性下,二极管的导电性非常低,电流无法通过。
2.2 电路基础2.2.1 电阻习题3:如果在一个电路中连接了一个10 欧姆的固定电阻,通过该电阻流过的电流是 2 安培,求该电路中的电压。
答案:根据欧姆定律,电压等于电流乘以电阻,即 V = I * R,代入已知数值可得V = 2 A * 10 Ω = 20 V。
2.2.2 电容习题4:如何计算一个电容器的电流?答案:电容器的电流可以通过求解电容器两端的电压随时间变化的导数来计算,即 I = dQ/dt,其中 I 是电流,Q 是电容器的电荷量,t 是时间。
2.3 实践项目习题5:请设计一个模拟电子技术的实践项目,并给出关键步骤和所需材料。
答案:一个例子是设计一个音频放大器电路。
关键步骤包括:选择适当的放大器电路拓扑结构,设计大小适当的功率放大器模块,选择合适的音频输入输出接口,优化电路参数以提高放大效果。
所需材料包括:晶体管、电容、电阻、音频接口等。
第三章:放大电路和运算放大器3.1 放大电路3.1.1 放大器的分类习题6:请列举几种常见的放大器类型,并简要介绍它们的特点。
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模拟电子技术基础与其它课程的关系
先修课程为“电路分析原理”,
后续课程是数电、EDA与电子技 术课程设计、微机原理及其应用、 电力电子、检测与变换及各专业 课程设计等,模电课程中的半导 体基本知识、放大电路理论和各 种集成电路知识将为这些后续课 程的学习打下必要基础。
课程特点
本课程主要特点表现在以下几个方面: 知识理论系统性较强——是指学习本课程需要有一 定的基础理论、知识做铺垫,且又是学习有关后续专业课 程的基础; 基础理论比较成熟——虽然电子技术发展很快,新 的器件、电路日新月异,但其基本理论已经形成了相对 稳定的体系。有限的教学课时不可能包罗万象、面面具 到,要把学习重点放在学习、掌握基本概念、基本分析、 设计方法上; 实践应用综合性较强——本课程是一 门实践性很强 的技术基础课,讨论的许多电子电路都是实用电路,均 可做成实际的装置。课程的这一特点,决定了加强实践 环节和动手能力的培养在本课程的重要地位。
硅和锗的原子结构模型
图1-1 硅原子空间排列及共价键结构平面示意图
图1.1.2 本征半导体结构示意图
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三、本征半导体中的两种载流子
金属导体:载流子为自由电子。在电场作用下, 自由电子定向移动形成电流。载流子在电场作用 下移动称为漂移,对应电流称为漂移电流 本征半导体:当导体处于热力学温度0 K且无外 部激发能量时,导体中没有自由电子。当温度升 高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价 电子可以挣脱原子核的束缚,而参与导电,成为 自由电子。这一现象称为本征激发。
半导体的特点
(1).半导体的导电能力介于导体 与绝缘体之间。 (2).半导体受外界光和热的刺激 时,其导电能力将会有显著变化。
(3). 在纯净半导体中,加入微量的 杂质,其导电能力会急剧增强。
二、本征半导体的晶体结构
本征半导体——高度提纯、结构完整的半导体单 晶体。硅或锗—→本征硅或本征锗。 硅和锗是四价元素,在原子最外层轨道上的四个 电子称为价电子。它们分别与周围的四个原子的 价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原 子所共有,并为它们所束缚,在空间形成排列有 序的晶体。这种结构的立体和平面示意图见图11。
t1 t2 t3 t4 t5
由数字信号 处理电路
t1 t2 t3 t4 t5
t1 t2 t3 t4 t5
... ... ...
t
t t
周期性方波信号
v
VS
T
2
0
0
VS 2VS ) t v( n i s ( 2
T VS 当nT t (2n 1) 2 时 v(t ) T 0 当(2n 1) t (n 1)T时 2
T 2
t
v
1 1 n i s 3n i s 5 0t ) 0t 0t 3 5
许多周期信号的频 谱都由直流分量、基 波分量及无穷多项高
VS
VS 2
2 VS
2 VS 3
2 VS 5
0
ω0
3ω0
5ω0
· · ·
次谐波谐波分量组成。 ω
数字信号
数字信号只存在高低两种电平的相互转化。 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
半导体基础知识 半导体二极管 双极型晶体管 场效应管 单结晶体管和可控硅 集成电路中的元件
回
1.1 半导体基础知识
1.1.1 本征半导体 一、半导体 根据物体导电能力(电阻率)的不同,可划分为导体、 绝缘体和半导体 导体容易传导电流,如铜、铝、银等金属。 绝缘体几乎不传导电流,如塑料、陶瓷、橡皮、玻璃。 半导体导电能力介于导体和绝练体之间。另具有光敏、 热敏及掺杂等特性,如硅Si、锗Ge、砷化镓GaAs等。
0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0
0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0
0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
信号的分类
信号按工作频率可分为微波、高、中、低频信号。
处理微波频段信号的电路称为 微波电路 处理高频频段信号的电路称为 高频电路 处理低频频段的电路称为 低频电路
2 掌握以下分析方法
(1)静工作点的近似计算方法 (2)
微变等效电路分析法,图解分
析法 (3) 负反馈电路方框图分析法 (4) 集成运算放大器的分析方法 (5) 瞬时极性分析方法
3.培养以下几个方面的能力
(1)分析、阅读简单的模拟电路
图 (2)能设计功能简单的模拟电路 (3) 能组装、调试简单的模拟 电子线路
自由电子产生的同时,在其原来的共价键中就出 现了一个空位,原子的电中性被破坏,呈现出正 电性,其正电量与电子的负电量相等,人们常称 呈现正电性的这个空位为空穴。可见因激发而出 现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电 子空穴对。 在运动中,附近原子的价电子会移过来填补空穴, 从而此空穴没有了,但且在价电子原来的位置出 现了一空穴,这就好像呈正电性的空穴移动了。 如图1.1.4所示。在外电场作用下,空穴移动方 向与电场方向相同,形成漂移电流,即空穴电流。
本征激发
+4
空穴
+4 +4
+4 +4 +4
+4 +4 +4
动画1-1
+4 +4 +4
自由电子
自由电子产生的同时,在其原来的共价键中就出现了一个空位, 这个空位为空穴。 因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电 返回 子空穴对。
四、本征半导体中的载流子浓度
1.半导体在热激发下产生自由电子和空穴对的现象—— 本征激发; 2.部分自由电子也可能回到空穴中去——复合,如图 1.1.5所示。本征激发和复合在一定温度下会达到动态平 衡(产生的和复合的电子空穴对数量相等),此时半导 体中自由电子浓度和空穴浓度将保持定值。若温度升高, 本征激发增强,各载流子浓度增加,复合机会增多,最 后达到一个新的动态平衡。所以,温度升高↑—→载流子 浓度↑—→导电能力↑,此为半导体的热敏特性。
P型半导体的结构示意图
P型半导体(空穴型半导体) 在本征半导体中掺入三价的元素(硼)
空穴 空穴
+4 +4 +4
+4 +4 +3 +4
Hale Waihona Puke +4 +4 +3 +4
+4 +4 +4
返回
杂质对半导体导电性能的影响
掺入杂 质对本征半导体的导电性有很大 的影响,一些典型的数据如下:
教学总体要求
1.正确理解以下基本概念和术语
PN结,单向导电性,稳压作用,二极管的伏安特性,电 子系统与信号,电子信号的放大,放大电路模型,放大 电路的主要技术指标,BJT管的输入、输出特性,静态、 动态,放大器的频率特性,通频带,结型、MOS型FET 管,共射、共基、共集电路组态,功率放大器的基本问 题,甲、乙、甲乙类功率放大器,OTL、OCL、BTL电 路,差分式放大电路,共模、差模信号,零点漂移,集 成运算放大器,虚地点,反馈,反馈的四种组态,负反 馈对放大电路性能的改善,基本运算电路,模拟乘法器, 波形变换,有源滤波器,正弦波振荡器,RC、LC、石 英晶体振荡器,比较器,方波产生电路,直流稳压电源, 整流、滤波,串联稳压电源,集成三端稳压器,开关式 稳压电源。
模拟电子技术运用举例(1)
压力1 传感器 放大 驱动 电路 执行 机构 执行 机构 压力2 传感器
叠加 组合
温度1 传感器
温度2 传感器
模拟电子技术
数字信 号处理
模拟电子技术
. . .
. . .
. . .
. . .
滤波
模 数 转 换 电 路
计 算 机 数 据 处 理
数 模 转 换 电 路
驱动 电路
参考教材
教材:模拟电子技术基础(第三版) 童诗白 华成英主编 参考教材:电子技术基础 --- 模拟部分(第四版) 康华光主编
考试方式
闭卷方式
考试成绩
笔试(80%) +平时(20%) 实验成绩(1学分)
第一章 常用半导体器件
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
N型半导体(电子型半导体)
在本征半导体中掺入五价的元素(磷、砷、锑 ) 多余电子, 成为自由电子 自由电子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +5 +4 +4 +4 +5 +4 返回 +4 +4
N型半导体的结构示意图
图1.1.5
N型半导体
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二、空穴型半导体(P型半导体)
在本征半导体中掺入三价杂质元素,如硼、镓、铟等形 成了P型半导体,也称为空穴型半导体。 因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时,缺少一个价 电子而在共价键中留下一空位,相邻原子的价电子移过 来填补则产生一空穴。 P 型半导体中空穴是多数载流子, 主要由掺杂形成;电子是少数载流子,由本征激发形成。 半导体中载流子浓度大大增加,导电能力显著增强。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子, 因此五价杂质原子也称为施主杂质。正离子不能自由移 动。
图1.1.5本征激发和复合的过程
1.1.2 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质,可使半导体的导电性 发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本 征半导体称为杂质半导体。 一、电子型半导体(N型半导体) 在本征半导体中掺入五价杂质元素,例如磷,可形成N型半导体,也 称电子型半导体。 因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价 电子形成共价键,而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形 成自由电子。在N型半导体中自由电子是多数载流子(简称多子), 它主要由杂质原子提供;空穴是少数载流子(简称少子), 由本征 激发形成。半导体中载流子浓度大大增加,导电能力显著增强。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子,因此五价 杂质原子也称为施主杂质。正离子不能自由移动。