《计算机电路基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 半导体基本器件

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第二章半导体基本器件

第二章半导体基本器件 2.1半导体二极管 PN结的单向导电原理,二极管的伏安特性 2.2半导体三极管 (1)三极管输出特性中的截止区、放大区和饱和 区等概念。 (2)三极管共发射极电流放大系数的概念 (3)三极管开关电路工作状态的分析方法 2.3M○s场效应管 (1)MOS场效应管的分类及符号 2)增强型NMOS管的特性曲线

第二章半导体基本器件 2.1 半导体二极管 PN结的单向导电原理，二极管的伏安特性 2.2 半导体三极管 ⑴三极管输出特性中的截止区、放大区和饱和 区等概念。 ⑵三极管共发射极电流放大系数的概念 ⑶三极管开关电路工作状态的分析方法 2.3 MOS场效应管 ⑴ MOS场效应管的分类及符号 ⑵ 增强型NMOS管的特性曲线

2.1半导体二极管 2.1.1半导体基本知识 1.半导体的载流子 可运动的带电粒子 电子和空穴 半导体:导电性能介于导体和绝缘 体之间的物质,如硅(S),锗(Ge) 硅和锗的原子结构简化模型 硅和锗都是四价元素,原子的最外 层轨道上有四个价电子

2.1 半导体二极管 2.1.1 半导体基本知识 1.半导体的载流子 ──电子和空穴 半导体：导电性能介于导体和绝缘 体之间的物质，如硅(Si),锗(Ge)。 硅和锗的原子结构简化模型 硅和锗都是四价元素,原子的最外 层轨道上有四个价电子。 可运动的带电粒子

2.1半导体二极管 2.1.1半导体基本知识 1.半导体的载流子一电子和空穴 本征半导体(纯净的半导体晶体) 热激发产生自由电子和空穴 室温下,由于热运动少数价电子挣脱总掉 共价键的束缚成为自由电子,同时在 共价键中留下一个空位这个空位称为 “空穴”。失去价电子的原子成为正产 离子,就好象空穴带正电荷一样

2.1 半导体二极管 2.1.1 半导体基本知识 1.半导体的载流子──电子和空穴 本征半导体（纯净的半导体晶体） 热激发产生自由电子和空穴 室温下，由于热运动少数价电子挣脱 共价键的束缚成为自由电子，同时在 共价键中留下一个空位这个空位称为 “空穴”。失去价电子的原子成为正 离子，就好象空穴带正电荷一样

2.1半导体二极管 2.1.1半导体基本知识 1.半导体的载流子一电子和空穴 空穴运动(与自由电子运动不同) 有了空穴,邻近共价键中的价电子 很容易过来填补这个空穴,这样空 穴便转移到邻近共价键中。新的空数通 穴又会被邻近的价电子填补。带负 电荷的价电子依次填补空穴的运动 从效果上看,相当于带正电荷的空 掉 穴作相反方向的运动

2.1 半导体二极管 2.1.1 半导体基本知识 1.半导体的载流子──电子和空穴 空穴运动（与自由电子运动不同） 有了空穴，邻近共价键中的价电子 很容易过来填补这个空穴，这样空 穴便转移到邻近共价键中。新的空 穴又会被邻近的价电子填补。带负 电荷的价电子依次填补空穴的运动， 从效果上看，相当于带正电荷的空 穴作相反方向的运动

2.1半导体二极管 2.1.1半导体基本知识 1半导体的载流子一电子和空穴 结论: 本征半导体中有两种载流子 ①带负电荷的自由电子 ②带正电荷的空穴 热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的, 电子和空穴又可能重新结合而成对消失,称为 复

2.1 半导体二极管 2.1.1 半导体基本知识 1.半导体的载流子──电子和空穴 结论： 本征半导体中有两种载流子 ①带负电荷的自由电子 ②带正电荷的空穴 热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的， 电子和空穴又可能重新结合而成对消失，称为 “复合

2.1半导体二极管 2.1.1半导体基本知识 2.N型和P型半导体 (1)N型半导体 在硅晶体中掺入五价元素磷,多出的 个电子不受共价键的束缚,室温下很容 易成为自由电子 磷原子失去一个电子成为正离子(在 晶体中不能移动) 由电子数目大大增加,远远超过空六( 每个磷原子都提供一个自由电子,自 数。这种半导体主要依靠电子导电, 速速速 称为电子型或N型半导体

2.1 半导体二极管 2.1.1 半导体基本知识 2. N型和P型半导体 (1)N型半导体 在硅晶体中掺入五价元素磷, 多出的一 个电子不受共价键的束缚,室温下很容 易成为自由电子。 磷原子失去一个电子成为正离子（在 晶体中不能移动）。 每个磷原子都提供一个自由电子，自 由电子数目大大增加，远远超过空穴 数。这种半导体主要依靠电子导电， 称为电子型或N型半导体

2.1半导体二极管 2.1.1半导体基本知识 2.N型和P型半导体 (1)N型半导体 自由电子:多数载流子(简称多子) 空穴:少数载流子(简称少子) ⑥⊕⊕ 离④·G 子 空穴对

2.1 半导体二极管 2.1.1 半导体基本知识 2. N型和P型半导体 (1)N型半导体 自由电子：多数载流子（简称多子） 空 穴：少数载流子（简称少子）

2.1半导体二极管 2.1.1半导体基本知识 2.N型和P型半导体 (2)尸P型半导体 在硅晶体中掺入三价元素硼,硼原子与 相邻硅原子组成共价键时由于缺少一个 价电子而产生一个空位,这个空位很容 易被邻近共价键中的价电子填补。 硼原子得到一个电子成为负离子(在晶 体中不能移动),失去价电子的共价键22 中出现一个空穴,每个硼原子都产生 原 子 个空穴,空穴数目大大增加,远远超过 自由电子数。这种半导体主要依靠空 导电,称为空穴型或P型半导体

2.1 半导体二极管 2.1.1 半导体基本知识 2. N型和P型半导体 (2)P型半导体 在硅晶体中掺入三价元素硼,硼原子与 相邻硅原子组成共价键时由于缺少一个 价电子而产生一个空位，这个空位很容 易被邻近共价键中的价电子填补。 硼原子得到一个电子成为负离子（在晶 体中不能移动），失去价电子的共价键 中出现一个空穴，每个硼原子都产生一 个空穴，空穴数目大大增加，远远超过 自由电子数。这种半导体主要依靠空穴 导电，称为空穴型或P型半导体

2.1半导体二极管 2.1.1半导体基本知识 2.N型和P型半导体 (2)P型半导体的特点 空穴:多数载流子(简称多子) 自由电子:少数载流子(简称少子) O Oo

2.1 半导体二极管 2.1.1 半导体基本知识 2. N型和P型半导体 (2)P型半导体的特点 空 穴：多数载流子（简称多子） 自由电子：少数载流子（简称少子）