教学课件 《电子技术(第3版)》高有华

漂移运动
PN 结的形成
P型半导体
内电场E N型半导体
－－－－ － － + + + + + +
扩散和漂移－运动－最终－达到－平衡－，相－当于两个+区之+间没+有电+ 荷运+ 动，+ 空间电 荷区的厚度－固定－不变－ － － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + +
空也间称电耗荷尽区层，。
1.1 半导体的导电特性
1.1.1 半导体 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是
导体，如铁、铜、铝等。
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、 塑料和石英。
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为 半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等
半导体的导电机理不同于其它物质，其特点：
1904-电子管，在真空中对电子流控制 1944-第一台电子计算机 英国-科洛萨斯 1947-第一个晶体管-半导体时代
第一台电子计算机 1944年
“科洛萨斯”计算机呈长方体状，长4．9米，宽1．8米，高 2．3米，重约4 吨。它的主体结构是两排机架，上面安装了2500个大小形状如同电灯泡的 电子管。它利用打孔纸带输入信息，由自动打字机输出运算结果，每秒可 处理5000个字符。它的耗电量为4500瓦。
第1章 双极型半导体器件
第1章 双极型半导体器件
1.1 半导体的导电特性 1.2 PN结 1.2半导体二极管及其仿真分析 1.3 半导体晶体管
(1-2)
按照原理，我们可以把电子技术的应用分为利用电能和利用电 信号俩大类。我们分别讨论一下俩类各有什么用电器。按照用 途可以分为照明、加热、通信、测量、报警等等。
(1-14)
4. 直流电阻 RD
1.3
二极管上电压与电流之比
iD
正向几十欧-几千欧
反向几十-几百千欧
1.3
P
N
1.3.1 基本结构
1.3.P2N伏结安加特上性管壳和引线，就成I为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结 导通压降:
死区电压 硅管 0.5V,锗管0.1V
硅管约0.7V 锗管约0.3V
引线 外壳线
基片
U面接触型
反向击穿
电压UR
二极管电路符号
P
N
(1-13)
1.3.3 主要参数
1.3
1. 最大整流电流 IFM
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流
2. 最大反向工作电压URM
指管子运行时允许承受的最大反向电压，是反向击穿 电压UBR的一半。
3. 反向电流 IR 指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。其值越小越
好。温度越高反向电流越大。硅管的较小，锗管的要比硅管大 几十到几百倍。
以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用 它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。
绝对零度以下，本征半导体中无活跃载流子，不导电
(1-9)
1.1.3 杂质半导体
N 型半导在体本：征在而半硅形导或成体锗。中晶也掺体称入中为某掺（些入电微少子量量半的的导杂五体质价），元。就素会磷使（半或导锑体） 的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种
P 型载半流导子体浓：度在大硅大或增锗加晶。体中掺入少量的三价元素，如硼(或 铟)而形成，也称为（空穴半荷区逐渐加宽
PN结的单向导电性
PN 结外加正向电压： P 区接正、N 区接负电压
变薄
PN 结加上反向电压： P区加负、N 区加正电压
变厚
P 外电场
N 内电场
结论：P N 结导通
(1-12)
P
N
内电场
外电场
结论：P N 结截止
1.3 半导体二极管及其仿真分VD析
• 当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。
• 往纯净半导体中掺入某些杂质，会使其导电能力明显改变。
(1-8)
1.1.2 本征半导体
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
常用的半导体是硅和锗，外层电子（价电子）均4个。 束缚电子
+4 +4
Ge
Si
+4 +4
共价键结构
形成共价键后，最外层电子是8个，构成稳定结构
多 电余子
N 型半导体中的
多+子4和少子+的4 移动都能形成电流。起导电载作流用子的是主什要么？
是多子。近似认为多子与杂质浓度相等
+5 +4
自由电子为多数载流子（多子）
磷原子 自由电子为多子 (1-10)
空穴称为空少穴数是载多流子子（少子）
1.2 PN 结
内电场越强，漂移运动 越强，漂移使空间电荷 区变薄。
电池——直流电；市电——交流电。 直流——充电、电镀； 交流——日光灯照明、高炉炼铁； 强电——利用电能；弱 电——利用电信号；高压电——远距离输电。 模拟——传统 电路；数字——现代通信、计算机。
不同的电信号之间可以相互转化：充电器、稳压电路——交变 直；振荡电路——直变交；变压器——改变电压（交流）；分 压电路——改变电压（直流）；模数转换（AD）——模变数； 数模转换（DA）——数变模；
IBM推出的286电脑，中国计算机发展公司(长城 电脑前身)于1986年推出了国内第一台微型计算 机.
自从1904年,世界上第一个电子管发明以来,人类历史就进入了一个以电子 技术发展为标志的历史时代.1947年晶体管诞 标志着人类历史开始进入了 半导体时代;七十年代集成电路诞生-微电子时代;八十年代微处理器诞生进入了数字技术时代;九十年代PC个人电脑诞生-数字化时代;二十世纪第 五代微处理器互联网诞生-进入了电子智能化与信息化时代. 世界上每一次电子技术的进步都会牵动着我国人民的心,但由于国家技术 太落后,新中国成立以闭关自守,被西方进行技术封锁,很少与外界接触和交 流,国外电子技术开始飞速发展的七十年代,我国正在进行文化大革命,使得 电子技术发展几乎停滞不前.
1、以电流来说，方向和大小始终不变的叫做直流电；方向和 大小周期性变化的叫交流电。生活中有哪些属于直流电和交流 电？（示波器演示）2、一般的，利用电能工作的电路电流和 电压比较大，叫强电；利用电信号的电流和电压比较小，叫弱 电；在工业和远距离输电时往往用到高压电。3、电信号连续 变化的叫模拟电路；不连续变化的叫数字电路。（用示波器演 示，并出示相应的集成电路）4、直流电、交流电、强电、弱 电、高压电、数字电路和模拟电路往往有不同的用途，谁能举 几个例子？