电子技术基础(电子书)

谢源清
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第一章 半导体器件
半导体基础知识
§1.1 PN结及晶体二极管
§1.2 晶体三极管
§1.3 场效应管
结型场效应管(JFET) 金属-氧化物-半导体场效应管 （MOSFET）
总结
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第一章 半导体器件
半导体基础知识
自然界中物质按其导电能力可分为
导体 : 很容易传导电流的物质
键
子为相邻原子共有，形
成 共价键
在绝对零度(-273.16)时晶体中没有自由电子, 所有价电子都被束缚在共价键中. 所以 半导体不能导电
第一章 半导体器件
半导体物理基础知识
电子—空穴对 当T 或光线照射下,少数价电子因热激发而获得 足够的能量挣脱共价键的束缚 ,成为自由电子.
同时在原来的共价键中留下一个空位称 空穴
1.空间电荷区
P型 N型半导体 结合在一起时， 由于交界面两测多子与少子 浓度不同
引起 扩散运动 （浓度差引起）
PN结
内电场
P型
N型
-- - - -- - - -- - - -- - - -
+++++ +++++ +++++ +++++
浓度差
扩散电流
漂移电流
电场作用
§1.1 PN结及二极管
N区电子→ P型与空穴结合 在P区留下带负电荷的离子
绪论
一 主要内容
1 电子器件 二极管
管子 晶体管 场效应管 差分对管
组件 集成电路
器件的特性、 参数、等效电路
（熟悉）
绪论
2 、 电子电路
晶体管放大器 放大电路 场效应管放大器
集成运算放大器 功率放大器
电路组成， 工作原理， 性能特性， 基本分析方法
负反馈在放大电路中的应用 工程计算方法 放大器的频率响应
+
20v
- 仅差5% 而采用一般电阻元件其误差有10%
即1K的元件可能是1.1KΩ或900 Ω
2 重视实验环节 坚持理论联系实际
1K
1k
10k
0.9k
绪论
五 参考书
模拟电子技术基础教程 浙大 邓汉馨
模拟电子技术基础 清华 童诗白
电子技术基础 西安电子科大 孙肖子
模拟电子Βιβλιοθήκη Baidu术
北京理工 王远
模拟电子线路(I)
<带负电荷> x3 →x2 →x1 空穴电流 空穴移动产生的电流 <带正电荷> x1 →x2 →x3
电子和空穴称为载流子
激发 束缚电子获能量成为自由电子 和空穴
自由电子浓度=空穴浓度
第一章 半导体器件
半导体物理基础知识
复合 运动中的自由电子如果“跳进” 空穴.重新被共价键束缚起来, 电子空穴对消失 称复合 复合在一定温度下,
在本征半导体中电子和空穴是成对出现的 本征半导体在热或光照射作用下,
产生电子空穴对-----本征激发
T↑光照↑→电子-空穴对↑→导电能力↑
所以 半导体的导电能力
与 T，光照 有关
本征半导体 (纯净半导体)
Si
Ge
+14
+32
+4
惯性核
价电子
第一章 半导体器件
半导体物理基础知识
电子电流 电子在电场作用下 移动产生的电流
绪论
二 电子电路的应用 自动控制 计算机 通信 文化娱乐 医疗仪器 家用电器
三 要求
了解器件的内部工作原理 掌握器件的应用特性（外特性） 掌握各单元电路的工作原理及分析方法 掌握实际技能及各种测试方法
绪论
四 学习方法
1 合理近似
例：I=20 /（1+0.9） =10.5 mA
若把 1K // 10K =1K 则 I=20/2K=10 mA
由于杂质原子提供自由电子---称 施主原子 N型杂质半导体中电子浓度比同一温度下 本征半导体的电子浓度大得多
所以 加深了导电能力
多子――电子 少子――空穴
第一章 半导体器件
半导体物理基础知识
P型半导体 — 掺入微量的三价元素（硼 铝） 由于杂质原子吸收电子——受主原子
多子——空穴 少子——电子
P型杂质半导体中空穴浓度比同一温度下 本征半导体的空穴浓度大得多所以 加
（内电场引起）
内电场增加，扩散减弱，漂移增加。 最后 漂移 == 扩散
动态平衡
通过PN结之间电流为零
§1.1 PN结及二极管
2. 对称结与不对称结
∵ 空间电荷区中没有载流子 ∴又称耗尽层
∵ 耗尽层中正 负电荷量相等
∴ 当N与P区杂
质浓度相同时，
P+N结
PN＋结
图 1-8 不对称PN结
耗尽层在两个区内的宽度也相等— 对称结
使半导体中载流子浓度一定
晶体结构
共价健
+4
+4 电 子
+4
+4
空穴
+4
特点
电子、空穴两种 载流子成对出现； 常温下载流子数 量少，导电性差； 受外界影响大。
第一章 半导体器件
半导体物理基础知识
二 杂质半导体- 在本征半导体中掺入微量的杂 质使其导电能力产生明显变化
N型半导体- 掺入微量的五价元素(磷 砷 锑)
（铜 铅）
绝缘体: 几乎不能传导电流
(橡皮 陶瓷 石英 塑料)
半导体: 导电能力介于导体与绝缘体之间
(本征 杂质)
(硅 锗) (都是4阶元素 )
第一章 半导体器件
半导体物理基础知识
一 本征半导体: ----- 纯净的半导体
共价键
在本征半导体晶体中，价
原子有序排列构成空间电子
共 价
点阵（晶格），外层电
模拟电子技术基础
绪论
半导体器件
7
基本电路
18
集成运算放大电路
10
负反馈放大器
6
放大器的频响
2
集成运算放大器应用 5
特别提醒
本课程5学分 成绩 考试80分 平时20分
1、本周五确定座位表,以后每位同学按自 己的座位入坐,若座位无人按缺席处理,缺 席一次平时成绩扣一分，缺席过多按校规 处理。如有重课请尽早到学院办理重课单。 2、每周三交作业本，缺交或所做的作业量 小于应做作业量的50%的、有明显作业抄袭 的则平时成绩扣一分。 3、每周三课后答疑。
深了导电能力
杂质半导体中 多子浓度由掺杂浓度决定 少子浓度由温度决定 return
杂质半导体
掺入五价元素
+4
掺入三价元素
+4
+4
+5
+4
+4
+3
+4
+
N型 半导体
+4
多子—电子 P型 少子—空穴 半导体
+4
-
多子—空穴 少子—电子
§1.1 PN结及二极管
在一块硅片上，用不同的掺杂工艺。使其 一边形成N型半导体。另一边形成P型 半导体 则在其交界面附近形成了PN结。 一 PN结的形成
P区空穴→ N区与电子复合 在N区留下带正电荷的离子
空间电荷区形 成一个由N指向 P的电场 —— 内电场
所以 在交
面附近形成了 不能移动的带 电离子组成的 空间电荷区
平衡后的PN结
§1.1 PN结及二极管
扩散使空间电荷区加宽。内电场加深， 而内电场阻止扩散进行
促使P区电子→N 引起 漂移运动
N区空穴→P