模电数电课件 (1)-课件（PPT·精·选）.ppt

(1- 1) 电子技术第一章半导体器件模拟电路部分(1- 2)第一章半导体器件§ 半导体的基本知识§ PN 结及半导体二极管§ 特殊二极管§ 半导体三极管§ 场效应晶体管(1- 3)§ 半导体的基本知识 导体、半导体和绝缘体导体: 自然界中很容易导电的物质称为导体,金属一般都是导体。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。(1- 4) 半导体的导电机理不同于其它物质,所以它具有不同于其它物质的特点。例如: ?当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。?往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使它的导电能力明显改变。(1- 5) 本征半导体一、本征半导体的结构特点 Ge Si 通过一定的工艺过程,可以将半导体制成晶体。现代电子学中,用的最多的半导体是硅和锗,它们的最外层电子(价电子)都是四个。(1- 6) 本征半导体: 完全纯净的、结构完整的半导体晶体。在硅和锗晶体中,原子按四角形系统组成晶体点阵,每个原子都处在正四面体的中心, 而四个其它原子位于四面体的顶点,每个原子与其相临的原子之间形成共价键,共用一对价电子。硅和锗的晶体结构: (1- 7) 硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4 +4 +4 +4 +4表示除去价电子后的原子(1- 8) 共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中,称为束缚电子,常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子,因此本征半导体中的自由电子很少,所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后,每个原子的最外层电子是八个,构成稳定结构。共价键有很强的结合力,使原子规则排列,形成晶体。+4 +4 +4 +4 (1- 9) 二、本征半导体的导电机理在绝对 0度(T =0K )和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着,本征半导体中没有可以运动的带电粒子(即载流子),它的导电能力为0,相当于绝缘体。在常温下,由于热激发,使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚,成为自由电子,同时共价键上留下一个空位,称为空穴。 、自由电子和空穴(1- 10) +4 +4 +4 +4 自由电子空穴束缚电子