【项目管理】项目一半导体器件基础

电子 技 术
2000年以来，以集成电路为基础的电子信息产业 已成为世界第一大产业。电子信息产业的发展在国民 经济发展中具有十分重要的战略意义。科学家认为人 类继石器、青铜器、铁器时代之后进入了硅石时代。
二、课程的性质和任务
本课程是高职高专电类专业通用的技术基础课程， 也是实践性较强的一门主干课程。在专业人才培养过 程中具有重要的地位和作用。
电子 技 术
通过本课程的理论教学和实验、课程设计等实践 教学，使学生获得电子元器件和功能电路及其应用的 基本知识，掌握电子技术基本技能，培养学生创新意 识和实践能力，以适应电子技术发展的形势，为后续 课程的学习和形成职业能力打好基础。
通过本课程及实践环节的教学使学生获得以下知 识和能力：
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1. PN结外加正向电压时处于导通状态
PN 结加上正向电压、正向偏置的意思是： P 区
加正、N 区加负电压。
变薄
内电场被削弱，多子 的扩散加强，形成较 大的扩散电流。
+P
－+
－+ －+
N
－+
外电场
内电场
R
E
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2. PN结外加反向电压时处于截止状态
PN 结加上反向电压、反向偏置的意思是： P
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电子线路是由电子器件（又称有源器件，如电 子管、半导体二极管、晶体管、集成电路等）和电 子元件（又称无源器件，如电阻器、电容器、电感 器 、变压器等）组成具有一定功能的电路。
电子器件是电子线路的核心。电子器件的发展 促进了电子技术的发展 。
(一)电子管时代:
1904年电子管的发明，使电子技术进入了第一 个时代——电子管时代 。
区加负、N 区加正电压。 变厚
－+
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1958年，德克萨斯仪器公司发明了集成电路， 使电子技术进入集成电路时代。集成电路芯片是通过 一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器 件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连， “集成”在一块半导体单晶片上，实现特定的电路或 系统功能。
(四)信息时代
2000年以来,以集成电路为基础的电子信息产业 已成为世界第一大产业。电子信息产业的发展在国 民经济发展中具有十分重要的战略意义。科学家认
在纯净的硅或锗晶体中掺入少量的5价元
素（如磷）。
+4
N型半导体的特点：
①两种载流子中自由电子是多 空穴是少子；
②主要靠自由电子导电。
子，
磷原子
+4 +4
+5 +4 自由电子 正离子
N型半导体的简化图示
多数载流子
少数载流子
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二、 P 型半导体
在纯净的硅或锗晶体中掺入少 量的3价元素（如硼）。
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项目一、 半导体器件基础
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绪论
一、电子技术的发展与应用概况 电子技术是研究电子器件 、电子电路及其应用
的科学技术。 电子技术的应用，以信息科学技术为中心的包括计
算机技术、生物基因工程、光电子技术、军事电子 技术、生物电子学、新型材料、新型能源、海洋开 发工程技术等高新技术群的兴起，已经引起人类从 生产到生活各个方面巨大变革。
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半导体中存在两种载流子：自由电子和空穴。 自由电子在共价键以外的运动。 空穴在共价键以内的运动。
结论：
1. 本征半导体中电子空穴成对出现，且数量少。 2. 半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电。 3. 本征半导体导电能力弱，并与温度有关。
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2、杂质半导体
+4
一、N 型半导体
P型半导体的特点：
①空穴是多子，自由电子 是少子； ②主要靠空穴导电。
P 型半导体的简化图示
+4 +4 +4
+4 +3 +4
硼原子
空穴
负离子
多数载流子
少数载流子
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3、PN结
一、PN 结的形成
扩散运 离子电荷区形成
动
内电场建立 扩散运动
漂移运动
动态平衡
（一定宽度） 空间电荷区
PN结
P 区中的电子和 N 区中的空穴（都是少），数量
1.熟悉常用电子元器件的性能特点及其应用常识，具 有查阅手册、合理选用、测试常用电子元器件的能 力。
2.掌握常见功能电路的组成、工作原理、性能特点及 其分析计算方法，具有常见低频电路读图能力。
3.熟悉常见电路的调试方法，具有电路简单故障分析 、排除能力。
4.了解EWB基本操作方法，会用软件进行电路仿真。
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三、课程特点和学习方法
本课程是研究模拟电路（Analog Circuit）及其 应用的课程。模拟电路是产生和处理模拟信号的电路。 数字电路(Digital Circuit)的知识学习由数字电子技 术课程完成。
本课程有着下列与其他课程不同的特点和分析方 法。
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（1）模拟电路是以模拟电子器件为核心构成的电子电路。 （2）似估算的方法 （3）等效的方法 （4）图解的方法 （5）实验调整的方法
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从此，无线电通信、电视、广播、雷达、导航 电子设备和计算机等开始问世，并得到迅速发展。
(二)晶体管时代 1948 年贝尔（ Bell ）实验室发明晶体管后，使
电子技术进入晶体管时代，拉开了人类社会步入信息 时代的序幕。晶体管的广泛应用，开创了电子设备朝 小型化、微型化发展的新局面。
(三)集成电路时代
有限，因此由它们形成的电流很小。
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注意:
1、空间电荷区中没有载流子。
2、空间电荷区中内电场阻碍P 区中的空穴、N 区中的电子（
都是多子）向对方运动（扩散 运动）。
所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡， 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。
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二、PN 结的单向导电性
半导体 — 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。 本征半导体 — 纯净的不含任何杂质的半导体。如
硅、锗单晶体。
载流子 — 自由运动的带电粒子。
共价键 — 相邻原子共有价电子所形成的束缚。
半导体中有自由电子和空穴两种载流子参与导电。
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硅(锗)的原子结构
价电子 惯性核
简化模型
自
由
空穴
电 子
硅(锗)的共价键结构
在本课程学习过程中，要根据课程特点进行，并 注意以下问题。
第一，提高对本课程重要性的认识，努力学习。 第二，理论联系实际，重视实践动手能力培养。 第三，注重职业道德培养，养成良好职业习惯。
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四、半导体的基础知识 1. 本征半导体 2. 杂质半导体 3. PN 结
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1、本征半导体