模拟电路电子教案.doc

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第1章 半导体器件根底
教学目的：了解半导体根底知识
教学重点：PN结
教学难点：PN结单向导电性
教学内容： 半导体根底知识
教学方法：理论讲解与举例相结合，讲例题时边讲边练〔学生先作，教师后讲〕。
教学进度：本内容为2学时
参考资料：模拟电子技术根底
教学内容

一、半导体特点
半导体特点：1、受光、热激发，导电性能↑↑
2、掺杂质导电性能↑↑
二、 本征半导体
：纯洁的、构造完整的半导体，叫本征半导体。它在物理构造上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。
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当导体处于热力学温度0 K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〔也称热激发〕。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。
游离的局部自由电子也可能回到空穴中去，称为复合。
在一定温度下本征激发和复合会到达动态平衡，此时，载流子浓度一定，且自由电子数和空穴数相等。
三、杂质半导体
掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体是半导体器件的根本材料。在本征半导体中掺入五价元素〔如磷〕，就形成N型〔电子型〕半导体；掺入三价元素〔如硼、镓、铟等〕就形成P型〔空穴型〕半导体。杂质半导体的导电性能与其掺杂浓度和温度有关，掺杂浓度越大、温度越高，其导电能力越强。
1. P型半导体〔空穴半导体〕
多数载流子是空穴
形成：在本征半导体中掺三价杂质
N型半导体〔电子型半导体〕
多数载流子是电子
形成：在本征半导体中掺五价杂质
PN结的形成及特性
一、 PN结的形成
1、半导体中的载流子有两种有序运动：载流子在浓度差作用下的扩散运动和电场作用下的漂移运动。同一块半导体单晶上形成P型和N型半导体区域，在这两个区域的交界处，当多子扩散与少子漂移到达动态平衡时，空间电荷区〔亦称为耗尽层或势垒区〕的宽度根本上稳定下来，PN结就形成了。
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2、PN结形成的物理过程
3、 扩散与飘移的平衡
扩散——载流子由浓度大→小运动〔浓度差作用〕
漂移——少子在内电场作用下的运动〔内电场作用〕
内电场的作用：1〕阻碍多子的扩散
2〕帮助少子的漂移
二、 PN结的单向导电性
单向导电性在外加电压时显示出来
1、外加正向电压，PN结导通
2、外加反向电压，PN结截止
单向导电性：PN结的正向电阻很小〔PN结导通〕，反向电阻很大〔PN结截止〕。
3、PN结的反向击穿
小结