P、N型半导体的形成及原理教学提纲
模拟电路学习提纲及主要内容
模拟电路学习提纲及主要内容
1、本征半导体、N型半导体、P型半导体分别有什么特性。
2、掌握PN结的形成及其单向导电特性、PN结伏安特性。
3、掌握晶体三极管工作原理。
4、晶体管放大电路为什么要设置静态工作点，如何计算静
态工作点？
5、四个h参数的物理意义分别是什么？
6、掌握单管放大电路的分析方法（图解法、等效电路法），
如何画出h参数等效电路，如何计算放大倍数、输入电阻、输出电阻等参数。
7、放大电路的共射、共集、共基三种接法分别有何特点？
8、放大电路有几种耦合方式？
9、掌握差分放大电路的特点及其对共模、差模信号的作
用。
10、掌握放大电路中反馈的概念、反馈性质和反馈类型的分
析及判断方法。
11、引入负反馈，对放大电路有些什么影响？
12、理想集成运放有哪些主要性质和参数？掌握集成运放
组成的比例运算、加减运算和微分、积分运算电路、振荡电路和电压比较器。
13、掌握有源一阶低通、高通滤波电路的组成及其传递函
数、频率特性的求取方法和波特图的作法。
14、掌握RC、LC振荡电路的工作原理以及满足起振条件的
分析判断方法。
15、掌握单限比较器、滞回比较器的工作原理。
16、掌握OCL、OTL功率放大电路的工作原理及有关计算。
17、掌握单相半波、桥式整流电路、滤波电路工作原理及整
流二极管有关电压电流参数的计算与确定。
18、掌握串联型稳压电路的组成和工作原理。
半导体的n型和p型概要
在Ｎ型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂 质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。
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模拟电子技术基础
掺入少量五价杂质元素磷 +4 +4 +4
P
+4
+4
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3.杂质半导体
杂质半导体的示意图
多子—空穴 P型半导体 多子—电子 N型半导体
－
－ － 少子—电子
－ － －
－
－
－ －
+
+ +
+
+ +
+ + +
+ + +
－ －
少子—空穴
多子浓度——与杂质浓度有关
少子浓度——与温度有关
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4.掺杂工艺简介
杂质掺杂的实际应用主要是改变半导体的电特性。扩 散和离子注入是半导体掺杂的两种主要方式。 高温扩散：一直到20世纪70年代，杂质掺杂主要是由 高温的扩散方式来完成，杂质原子通过气相源或掺杂 过的氧化物扩散或淀积到硅晶片的表面，这些杂质浓 度将从表面到体内单调下降，而杂质分布主要是由高 温与扩散时间来决定。 离子注入：掺杂离子以离子束的形式注入半导体内， 杂质浓度在半导体内有个峰值分布，杂质分布主要由 离子质量和注入能量决定。 扩散和离子注入两者都被用来制作分立器件与集成电 路，因为二者互补不足，相得益彰。
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3.杂质半导体
应当注意，通过增加施主原子数可以提高半导 体内的自由电子浓度，由此增加了电子与空穴 的复合几率，使本征激发产生的少子空穴的浓 度降低。由于电子与空穴的复合，在一定温度 条件下，使空穴浓度与电子浓度的乘积为一常 数，即 pn = pini 式中pini分别为本征材料中的空穴浓度和电子 浓度，可以得到如下关系式： pn = ni2
p型半导体n型半导体
p型半导体n型半导体半导体技术是当今最为重要的技术之一，越来越多的产品和设备都需要用到半导体技术。
p型半导体和n型半导体是半导体器件中最重要的两种类型，它们在半导体器件的制造中起到了至关重要的作用。
在本文中，我们将详细介绍p型半导体和n型半导体的定义、制备方法以及其应用。
一、定义p型半导体，即空穴型半导体，原子结构中某些原子缺少一个价电子，称为正空穴。
电流主要由正空穴携带。
n型半导体，即负电荷型半导体，原子结构中原子的某个外层电子跑到了相邻原子的对应位置形成电子。
电流主要由电子携带。
二、制备1. p型半导体的制备方法(1) 手动掺杂法：将少量金属分子添加到硅材料中，使得金属中的电子可以和硅材料中的空穴结合，形成p型半导体。
(2) 气相扩散法：将气态掺杂源，如PLA3（三氯化砷，磷）和BOCl3（氯化硼，硼）等在加热的硅材料上蒸发，形成p型半导体。
2. n型半导体的制备方法(1) 手动掺杂法：将少量大组分分子添加到硅材料中，使得硅材料中的空穴可以填充。
(2) 气相扩散法：将气态掺杂源，如PH3（磷化氢）和BF3（三氟化硼）等在加热的硅材料上蒸发，形成n型半导体。
三、应用p型和n型半导体在半导体器件的制造中起着至关重要的作用。
简单举几个例子：1. 发光二极管（LED）在LED中，n型和p型半导体的材料通常是不同的，这种组合可以产生光来制作LED。
2. 集成电路集成电路中，各种晶体管和二极管被组合在一起，从而形成一个电子电路。
3. 太阳能电池太阳能电池将n型半导体与p型半导体或p型半导体与金属结合在一起，以利用太阳光产生电能。
总之，p型半导体和n型半导体是半导体器件中最为基本的构成要素，它们的不断发展和进步对于半导体产业和科技领域的发展和进步有着非常重要的推动作用。
p型和n型半导体导电机理
p型和n型半导体导电机理
p型和n型半导体是半导体材料中的两种重要类型，它们在电子学和半导体器件中起着至关重要的作用。
理解它们的导电机理对于我们深入研究半导体器件的工作原理至关重要。
首先，让我们来了解一下p型和n型半导体的基本概念。
p型半导体是指在半导体晶格中掺杂了少量的三价元素（如硼），这些元素会产生空穴，使得半导体呈现出正电荷的载流子。
而n型半导体则是指在半导体晶格中掺杂了少量的五价元素（如磷），这些元素会产生额外的自由电子，使得半导体呈现出负电荷的载流子。
在p型半导体中，空穴是主要的载流子。
当外加电压施加在p 型半导体上时，空穴将向正电极移动，从而导致电流的流动。
而在n型半导体中，自由电子是主要的载流子。
当外加电压施加在n型半导体上时，自由电子将向负电极移动，从而导致电流的流动。
这种导电机理被称为正向偏置。
此外，当p型和n型半导体直接接触时，会形成一个p-n结。
在p-n结中，由于p型半导体中的空穴和n型半导体中的自由电子会发生复合，从而形成一个空间电荷区。
当在p-n结上施加外加电
压时，空间电荷区的宽度会改变，从而影响载流子的扩散和漂移，导致p-n结呈现出不同的导电特性，这被称为p-n结的整流特性。
总的来说，p型和n型半导体的导电机理是通过控制载流子的扩散和漂移来实现的。
这种理解对于半导体器件的设计和应用具有重要的指导意义，也为我们进一步深入研究半导体材料和器件提供了基础。
电工电子技术基础知识点详解1-2-N型半导体和P型半导体
1. N 型半导体掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N 型半导体。
掺入五价元素SiSiSiSip+ 多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子 失去一个电子变为正离子在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素），形成杂质半导体。
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。
2. P 型半导体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，称为空穴半导体或 P 型半导体。
掺入三价元素SiSiSiSi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。
B – 硼原子接受一个电子变为负离子空穴无论N 型或P 型半导体都是中性的，对外不显电性。
1. 在杂质半导体中多子的数量与（a . 掺杂浓度、b.温度）有关。
2. 在杂质半导体中少子的数量与（a. 掺杂浓度、b.温度）有关。
3. 当温度升高时，少子的数量（a. 减少、b. 不变、c. 增多）。
a b c4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流主要是，N 型半导体中的电流主要是。
（a. 电子电流、b.空穴电流）b aN型半导体和P型半导体小结1. N型半导体在本征半导体中掺入五价元素，即为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。
2. P型半导体在本征半导体中掺入三价元素，即为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。
半导体基础知识教案
半导体基础知识教案教案：半导体基础知识一、教学目标1.了解半导体的基本概念和特性。
2.认识半导体器件的分类和特点。
3.理解PN结的形成原理。
4.掌握半导体材料的基本性质和载流子的性质。
5.能够解释N型和P型半导体的形成过程及其特点。
二、教学重点1.半导体的基本概念和特性。
2.PN结的形成原理和性质。
三、教学难点1.半导体材料的基本性质和载流子的性质。
2.N型和P型半导体的形成过程及其特点。
四、教学过程1.导入（10分钟）通过展示一些常见的电子器件，引导学生思考半导体在电子器件中的作用，并提出相关问题。
2.讲解半导体的基本概念和特性（30分钟）（1）什么是半导体？（2）半导体的特性：导电性介于导体和绝缘体之间，自由载流子密度较低，导电性可通过控制去控制。
（3）半导体的晶体结构：满足共价键结构，可分为三维晶体和二维薄膜。
3.讲解PN结的形成原理和性质（40分钟）（1）PN结的形成原理：在P型和N型半导体相接触时，P型区域的空穴会向N型区域扩散，而N型区域的电子会向P型区域扩散，从而形成PN结。
（2）PN结的特性：具有整流作用，在正向偏置时导通，在反向偏置时截止。
4.讲解半导体材料的基本性质和载流子的性质（40分钟）（1）半导体材料的基本性质：硅和锗是常见的半导体材料，它们的常见性质包括禁带宽度和载流子浓度等。
（2）载流子的性质：包括载流子类型、载流子浓度和载流子迁移率等。
5.解释N型和P型半导体的形成过程及其特点（40分钟）（1）N型半导体的形成：掺杂少量的五价元素，如砷、锑等，形成多余电子，增加了电子浓度，形成N型半导体。
（2）N型半导体的特点：导电性主要由电子提供，因此电子迁移到P 型区域发挥导电作用。
（3）P型半导体的形成：掺杂少量的三价元素，如硼、铝等，形成多余空穴，增加了空穴浓度，形成P型半导体。
（4）P型半导体的特点：导电性主要由空穴提供，空穴迁移到N型区域发挥导电作用。
6.总结与讨论（20分钟）总结半导体的基本概念、特性以及PN结的形成原理和性质。
mos管p型跟n型对管控制原理
MOS管的基本原理MOS管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor），也被称为场效应管，是一种主要用于集成电路的晶体管。
它具有较高的集成度、小击穿电压和低功耗，因此在数字电路中得到了广泛应用。
MOS管由一条道（Channel）和两个控制端（Gate、Source/Drain）组成。
根据道的类型，MOS管又分为p型MOS管和n型MOS管，其控制机制略有不同。
在解释p型MOS管和n型MOS管的控制原理之前，我们先来了解一下它们的基本结构和主要参数。
1. p型MOS管p型MOS管的道是由n型半导体形成的。
它的控制端由两部分组成，分别是金属栅极（Gate）和p型半导体（Substrate），而信号输入端的金属栅极（Gate）是通过氧化层（Oxide）与道隔离的。
p型MOS管的主要参数有：•阈值电压（Threshold Voltage）：当控制端（Gate）的电压高于阈值电压时，MOS管开始导通。
•漏电流（Drain Current）：当MOS管导通时，从源极到漏极的电流。
•漏极电压（Drain-to-Source Voltage）：定义了MOS管的工作范围。
•增益（Gain）：定义了输出电流与输入电流之间的比例关系。
2. n型MOS管n型MOS管的道是由p型半导体形成的。
它的控制端同样由两部分组成，分别是金属栅极（Gate）和n型半导体（Substrate）。
n型MOS管的主要参数与p型MOS管类似，但其工作原理略有不同。
p型MOS管的控制原理p型MOS管的控制原理基于栅氧化物层与金属栅极之间的电场。
当控制端（Gate）的电压低于阈值电压时，栅氧化物层上的电场不足以将p型半导体中的自由电子排斥出去。
此时，电流无法从漏极（Drain）到源极（Source）流动，p型MOS管变为截止状态，不导电。
当控制端（Gate）的电压高于阈值电压时，栅氧化物层上的电场足以将p型半导体中的自由电子排斥出去。
《半导体的基本知识》教学设计
《电子技术基础》1-1半导体的基本知识教学设计1教学重点1．半导体的导电特性；2．两种杂质半导体的形成、特点。
教学难点 1. PN结的形成及其特点。
教学资源及手段多媒体课件；智慧树平台；YN智慧校园；钉钉；智慧黑板以及彩色粉笔。
教学方法讲授法；提问法；练习法；演示法；讨论法；自主学习法。
教学环节教学内容及过程课前教学内容教师活动学生活动设计意图1.通过智慧树平台，让学生利用微课视频提前预习教学内容；2.通过钉钉线上布置任务，让学生明确学习任务；3.通过钉钉线上提交课前预习情况及时调整课堂教学内容；4.准备电子课件、电子教案；课前，教师通过钉钉平台家校本功能发布预习任务；根据学生提交的课前学习任务完成情况，适时调整教学内容。
查看钉钉课前预习任务并按时提交，“智慧树”平台观看电子技术概述微课视频。
提升学生学习电子技术这门技术的兴趣，把握学生预习情况。
中复习旧知(2min) 准备上课：用YN智慧校园点名功能，进行签到；上次课内容的回顾本节课是电子技术基础的第一节课，可以直接新课导入，通过多媒体播放图片、实物展示等让学生在直观上感知电子技术的魅力，激发学生学习的好奇心。
把全班学生进行分组，对每个小组课前预习情况及完成率进行总结，并计入课堂考核。
教师提问，电子技术这门课的初步印象。
（提问法）分小组回答老师提出的问题，并互相评价每个小组回答的是否准确。
（讨论法）让学生对本门课程产生兴趣和认知2新课导入(5min)多媒体播放图片、微视频演示、实物观察让学生在直观上感知学习任务，激发学生学习的好奇心和求知欲。
YN智慧校园点名；视频演示、电路板实物演示。
(演示法)学生在YN智慧校园APP完成本节课考勤；观看视频、观察电路板的组成。
提高学生课堂注意力，激发学生学习兴趣。
新课讲解(32min)一、概述(5min)1.半导体（semiconductor）指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。
半导体pn结的形成原理
半导体pn结的形成原理半导体pn结是一种半导体器件结构，由p型半导体和n型半导体组成，中间隔离一层窄的无掺杂区域。
它是电子电路中最基本的器件之一，应用广泛，如二极管、LED等。
下面将分步骤阐述半导体pn结的形成原理。
第一步：制备p型半导体和n型半导体。
p型半导体的制备是在硅晶体中通过掺杂5族元素，如铋、镓和铝等。
这些元素的原子外层有一个单独的电子，称为杂质原子。
当投放p型杂质时，硅晶体的少量硼原子将取代一些硅原子。
因为硼原子比硅原子少一个电子，替换后的硅晶体会有一个空位，称为“空穴”。
这样在p型半导体中会有大量的空穴，形成“空穴”电流。
同样，n型半导体是掺杂3族元素后得到的。
3族元素的原子外层有一个多余的电子，称为杂质原子。
当投放n型杂质时，硅晶体中的少量磷原子将取代一些硅原子。
因为磷原子比硅原子多一个电子，替换后的硅晶体中会多出一些自由电子，形成“电子”电流。
第二步：将p型半导体与n型半导体相接触。
现在我们有了p型半导体和n型半导体，然后把它们放在一起，就形成了p-n结。
它们之间的接触面被称为p-n界面。
当p型半导体和n型半导体触碰在一起时，会发生特别的现象。
p型半导体中的空穴会迁移到n型半导体中，n型半导体中的电子也会迁移到p型半导体中。
这种现象称为“扩散”。
第三步：形成屏障。
在形成pn结时，p型半导体中的正离子和n型半导体中的负离子会相互吸引，在p-n界面处会形成一个电势垒，成为屏障。
由于在连接处的电子和空穴将会被固定在接口上，电荷不再能流动。
因此，p-n结只能在一个方向上传导电流，成为二极管。
第四步：应用半导体pn结广泛用于多种电子元器件，如二极管、LED、太阳能电池、Zener二极管等。
非常实用的nmos和pmos晶体管也是由p-n结构成的。
pn结技术被应用于射频线路中的Mixer、振荡器及放大器等电路，也被用于半导体探测器、放大器等。
总的来说，半导体pn结的形成原理与它的应用是相互联系的。
半导体的n型和p型讲课文档
4.掺杂工艺简介
杂质掺杂的实际应用主要是改变半导体的电特性。扩散和 离子注入是半导体掺杂的两种主要方式。 高温扩散：一直到20世纪70年代，杂质掺杂主要是由高温的 扩散方式来完成，杂质原子通过气相源或掺杂过的氧化物扩 散或淀积到硅晶片的表面，这些杂质浓度将从表面到体内单 调下降，而杂质分布主要是由高温与扩散时间来决定。 离子注入：掺杂离子以离子束的形式注入半导体内，杂质浓 度在半导体内有个峰值分布，杂质分布主要由离子质量和注 入能量决定。 扩散和离子注入两者都被用来制作分立器件与集成电路， 因为二者互补不足，相得益彰。
体。
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第九页，共32页。
3.杂质半导体
n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，它主要由杂质
原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。
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第十页，共32页。
掺入少量五价杂质元素磷
对硅而言，B、P和As分别是常用的p型和n型掺杂剂，它们 在硅中都有极高的固溶度，可高于5×1020cm-3。引入方
式有：固态源（BN、As2O3、P2O5）；液态源（BBr3、 AsCl3、POCl3）；气体源（B2H6、AsH3、PH3 ），其中
液态源最常用。
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第二十六页，共32页。
4.掺杂工艺简介
半导体应用极为广泛，因为它具 有热敏性、光敏性、掺杂性等特殊性 能。
3
第三页，共32页。
1.半导体概述
典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等，其 都是4价元素（外层轨道上的电子通常称为价电子），其原 子结构模型和简化模型如图所示。
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P、N型半导体的形成
及原理
半导体的导电原理
如图所示，不含杂质的半导体称为本征半导体。
半导体硅和锗的最外层电子有四个，故而称它为四价元素，每一个外层电子称为价电子。
为了处于稳定状态，单晶硅和单晶锗中的每个原子的四个价电子都要和相邻原子的价电子配对，形成所谓的共价键。
但是共价键中的电子并不像绝缘体中的电子结合的那样紧，由于能量激发（如光照、温度变化），一些电子就能挣脱原有的束缚而成为自由电子。
与此同时，某处共价键中失去一个电子，相应地就留下一个空位，称为空穴。
自由电子和空穴总是成对出现的。
如果在本征半导体两端加以电压，则会有两种数量相等的运载电荷的粒子（称作载流子）产生电流。
一种是由自由电子向正极移动，形成的电子电流；另一种是空穴向负极移动形成的空穴电流，如下图所示。
空穴电流的形成好像电影场中，前排座位空着，由后排人逐个往前填补人，人向前运动，空位向后运动一样（空
穴本身并不会移动，因后面的自由电子与前面的空穴结合，而后面又因缺少了自由电子所以又产生了新的空穴，所以看起来像是空穴也在移动）因此，在半导体中同时存在着电子导电和空穴导电，但由于这两种载流子数量很少，所以本征半
导体导电能力远不如金属中的自由电子。
P型半导体和N型半导体的形成
如果在本征半导体中掺入少量的杂质，半导体的导电性能将会大大的改善。
在纯净的半导体硅（Si）中掺入少量的五价磷（P）或三价硼（B）元素，就构成了电子型半导体（简称N型半导体）和空穴型半导体（简称P型半导体）。
如图所示，在纯净半导体中掺入原子外层有三个电子的硼元素。
硼原子与相邻硅原子形成共价键时，因缺少一个电子而多一个空穴。
每掺入一个硼原子就有一个
空穴，这种半导体称为P型半导体。
在P型半导体中，空穴占多数，自由电子占少数，空穴是多数载流子。
同理在纯净的半导体硅中掺入原子外层有五个电子的磷元素，就形成了N型半导体。