《模拟电子技术》课程教学资源（PPT课件）第1章 半导体二极管及其应用电路

03e第1章半导体二极管及其应用电路G1.1半导体的导电特性1.2PN结的形成及特性1.3二极管1.4特殊二极管模拟电子技术

第1章 半导体二极管及其应用电路 1.1 半导体的导电特性 1.2 PN结的形成及特性 1.3 二极管 1.4 特殊二极管

第1章半导体二极管及其应用电路1.1半导体的导电特性半导体概念：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)。28184+32284+14简化模型GeSi

概念：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。 1.1 半导体的导电特性 半导体 ＋14 2 8 4 Si ＋32 2 8 18 4 Ge +44 简化模型 大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)

e第1章半导体二极管及其应用电路。1.1.1本征半导体及其导电特性概念：纯净的、具有晶体结构的半导体。+4COO福价电子O0OO共价键O+4O+4OC+4O中O+4C?O当温度T=OK时，半导体不导电，如同绝缘体

+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 1.1.1 本征半导体及其导电特性 概念：纯净的、具有晶体结构的半导体。 价 电 共 子 价 键 当温度 T = 0 K 时，半导体不导电，如同绝缘体

第1章半导体二极管及其应用电路若T个，将有少数价电子克服共价键的束缚成为自由电子自由电子空穴在原来的共价键中复合留下一个空位，成为空穴。-4空穴可看成带正电的载流子。自由电子（带负电）载流子：运载电荷的粒子空穴（带正电)

+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 若 T  ， 将有少数价电子克 服共价键的束缚成为 自由电子， 在原来的共价键中 留下一个空位，成为 空穴。 空穴可看成带正电的 载流子。 空穴 自由电子 载流子：运载电荷的粒子。 自由电子（带负电） 空穴（带正电） 复合

e第1章半导体二极管及其应用电路本征半导体相关结论：（1）本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现称为电子空穴对。（2）由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动会达到平衡，载流子的浓度就一定了自由电子和空穴的浓度相等。（3）载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的升高，基本按指数规律增加。常温下，本征半导体导电能力差

（1）本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现， 称为 电子 - 空穴对。 （2）由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产 生又不断的复合。在一定的温度下，产生与复合运动会 达到平衡，载流子的浓度就一定了。 （3）载流子的浓度与温度密切相关，它随着温度的 升高，基本按指数规律增加。 常温下，本征半导体导电能力差。 本征半导体相关结论： 自由电子和空穴的浓度相等

第1章半导体二极管及其应用电路N型半导体杂质半导体P型半导体1.1.2 N型半导体(电子型半导体)在硅或锗的晶体中掺入少量的+5价杂质元素如磷、锑、砷等。杂质原子最外层5个价电子

杂质半导体 N 型半导体 P 型半导体 1.1.2 N型半导体 (电子型半导体) 在硅或锗的晶体中掺入少量的 + 5 价杂质元素， 如磷、锑、砷等。 杂质原子最外层5个价电子

e第1章半导体二极管及其应用电路多余一个电子只半导体主要靠自由电子导电。受自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。自由电子自由电子浓度远大于空穴的浓度，即4n>>p 施主原子自由电子称为多数载流子(简称多子)，空穴称为少数载流子(简称少子)。N型半导体

+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +5 +4 自由电子 施主原子 N 型半导体 多余一个电子只 受自身原子核吸引， 在室温下即可成为自 由电子。 自由电子浓度远 大于空穴的浓度，即 n >> p 。 自由电子称为多数载 流子(简称多子)，空 穴称为少数载流子 (简称少子)。 半导体主要靠自由电子导电

第1章半导体二极管及其应用电路1.1.3P型半导体(空穴型半导体)在硅或锗的晶体半导体主要靠空穴导电。中掺入少量的十3价杂质元素，如硼、镓、-4+4铟等。空穴3空穴浓度大于自由电子浓度，即受主原子p >> n。空穴为多子，自由电子为少子。P型半导体

+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 在硅或锗的晶体 中掺入少量的 ＋3 价 杂质元素，如硼、镓、 铟等。 +3 空穴浓度大于 自由电子浓度，即 p >> n。 空穴为多子， P 型半导体 自由电子为少子。 1.1.3 P 型半导体(空穴型半导体) 半导体主要靠空穴导电。 空穴 受主原子

e第1章半导体二极管及其应用电路。1.掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度：温度决定少数载流子的浓度。2.杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导体，因而其导电能力大大改善3.杂质半导体的表示方法田田田①0D①田田田-(b）P型半导体(a)N型半导体

1. 掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决 定少数载流子的浓度。 3. 杂质半导体的表示方法： 2. 杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导 体，因而其导电能力大大改善。 (a)N 型半导体 (b) P 型半导体

第1章半导体二极管及其应用电路练习：a1.在杂质半导体中多子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。b2.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C（a.减少、b.不变、c.增多）。4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流a主要是_b，N型半导体中的电流主要是(a.电子电流、b.空穴电流）

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 c 4. 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 a 练习：