电子技术课件第一章讲解

价电子
Si
Si
共价健
Si
Si
晶体中原子的排列方式
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为 价电子。
自由电子
本征半导体的导电机理
Si
Si
空穴
Si Si
价电子
价电子在获得一定能量 （温度升高或受光照）后， 即可挣脱原子核的束缚，成 为自由电子 （带负电），同 时共价键中留下一个空位， 称为空穴（带正电） 。
光敏性： 当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等 )。
掺杂性 ： 往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变 (可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、晶体管和晶闸管等）。
2、本征半导体
完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征 半导体。
第一节 PN结
什么是半导体 ? 半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
例如：硅、锗、硒以及大多数金属氧化物和硫 化物都是半导体。 一、半导体的导电特性
半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别。
1、半导体的导电特性：
热敏性： 当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻 )。
这一现象称为本征激发。
温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多， 同时空穴也越多。
本征半导体的导电机理
在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子 来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当 于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。
当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出 现两部分电流
(1)自由电子作定向运动 ? 电子电流 (2)价电子递补空穴 ? 空穴电流
1. 在杂质半导体中多子的数量与 a （a. 掺杂浓度、 b.温度）有关。
2. 在杂质半导体中少子的数量与 b （a. 掺杂浓度、 b.温度）有关。
3. 当温度升高时，少子的数量 c （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。
4. 在外加电压的作用下， P 型半导体中的电流 主要是 b ，N 型半导体中的电流主要是 a 。
第一章 半导体器件与放大电路
第一节 PN 结 第二节 二极管 第三节 特殊二极管 第四节 晶体管 第五节 基本放大电路 第六节 微变等效电路分析法 第七节 稳定静态工作点的放大电路
第八节 共集电极放大电路 第九节 多级放大电路及频率特性 第十节 功率放大电路
第一章 半导体器件与放大电路
学习电子技术，就是要掌握常用半导体器件的 原理、特性以及由这些器件所组成的电子电路的 分析方法。二极管与晶体管是最常用的半导体器 件，而 PN 结是构成多种半导体器件的基础。
答疑安排：周二晚上 7:00 —8：30。 地点：西苑校区 10-407，
中部“电工电子实验教学中心”。
电子技术 分：
模拟电子技术，
数字电子技术。
t
模拟电子技术研究 模拟电路 ， 数字电子技术研究 数字电路 。
t
模拟信号 是指在时间和数值上都 连续的信号。
数字信号 是指在时间和数值上都 不连续的信 号，即所谓离散的。
自由电子和空穴都称为载流子。
本征半导体的导电机理
自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断 复 合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态 平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。
注意： (1) 本征半导体中载流子数目极少 , 其导电性能很
差； (2) 温度愈高， 载流子的数目愈多 ,半导体的导电
性能也就愈好。
（a. 电子电流、 b.空穴电流）
二、PN结及其单向导电性
PN 结是通过特殊的半导体制造技术，在一块半导 体基片上掺入不同的杂质，使其一边为 N型半导体， 另一边为P型半导体，其交界面便形成了 PN结。
二、PN结极其单向导电性
PN 结是通过特殊的半导体制造技术，在一块半导 体基片上掺入不同的杂质，使其一边为 N型半导体， 另一边为P型半导体，其交界面便形成了 PN结。
P 型半导体
内电场 N 型半导体
－－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + + 动画 － － － － － － + + + + + +
浓度差 形成空间电荷区
多子的扩散运动
扩散的结果使空 间电荷区变宽。
扩散和漂移 这一对相反的 运动最终达到 动态平衡，空 间电荷区的厚 度固定不变。
2、 PN结的单向导电性
1. PN 结加正向电压 （正向偏置） P接正、N接负
PN 结变窄
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
+ + ++ + + + + ++ + + + + ++ + +
动画
内电场被 削弱，多子 的扩散加强，
P IF
内电场 N
外电场
+–
形成较大的 扩散电流。
PN 结加正向电压时， PN结变窄，正向电流较 大，正向电阻较小， PN结处于导通状态。
P 型半导体
N 型半导体
－－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + +
－－－－－－ + + + + + + －－－－－－ + + + + + +
PN 结也称空间电荷区、或耗尽层、或内电场、 或阻挡层。
1、PN结的形成
少子的漂移运动
内电场越强，漂移运 动越强，而漂移使空间 电荷区变薄。
电工与电子技术A(2)
主讲：栗素娟
教材:《电子技术》（电工学Ⅱ） 孙立功主编 高教出版社
参考教材：《电子技术》陈正传 罗会昌主编， 机械工业出版社
成绩：期终考试占80% ， 平时（作业与考勤）占 20% ，
本课程共计 40学时，其中理论课时 40学时， 实验学时12学时，共做 6个实验，实验单独 设课。
P 型半导体
Si
Si
BS–i
Si
硼原子 接受一个 电子变为 负离子
动画 掺入三价元素 空穴 掺杂后空穴数目大量
增加，空穴导电成为这 种半导体的主要导电方 式，称为空穴型半导体 或 P型半导体。 在 P 型半导体中 空穴是多 数载流子，自由电子是少数 载流子。
无论 N型或 P 型半导体都是中性的，对外不显电性。
所以，温度对半导体器件的性能影响很大。
3、杂质半导体
N型半导体
在常温下即可 变为自由电子
掺入五价元素
Si pS+i
失去一个 电子变为 正离子
Si Si
磷原子
多
掺杂后自由电子数目
余 大量增加，自由电子导电
电 成为这种半导体的主要导
子 电方式，称为电子型半导
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动画 体或N型半导体。
在N 型半导体中 自由电子 是多数载流子，空穴是少数 载流子。