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1、第一章 半导体基本器件及应用电路,1.1 半导体材料及导电特性,1.2 PN结原理,1.4 双极型晶体管,1.3 晶体二极管及应用,返回,1.1半导体材料及导电特性,1.1.1 本征半导体,1.1.2 杂质半导体,1.1.3 漂移电流与扩散电流,引言,返回,1.1半导体材料及导电特性,返回,1.1.1 本征半导体,返回,1.1.1 本征半导体（intrinsic semiconductor）,返回,（二）本征激发和两种载流子,返回,（三）本征载流子（intrinsic carrier）浓度,返回,1.1.2 杂质半导体（donor and acceptor impurities）,返回,（一）
2、N型半导体（N Type semiconductor）,+5,返回,（二）P型半导体（P type semiconductor）,返回,（三）杂质半导体中的载流子浓度,本征半导体中载流子由本征激发产生：ni=pi,掺杂半导体中（N or P）掺杂越多多子浓度少子浓度,杂质半导体载流子由两个过程产生：杂质电离多子 本征激发少子,由半导体理论可以证明，两种载流子的浓度满足以下关系：,1 热平衡条件：温度一定时，两种载流子浓度积之，等于本征浓度的平方。,N型半导体：若以nn表示电子（多子），pn表示空穴（少子）则有 nn.pn=ni2,P型半导体：pp表示空穴（多子），np表示电子浓度（少子）Pp.
3、np=ni2,2 电中性条件：整块半导体的正电荷量与负电荷量恒等。,N型：No表示施主杂质浓度，则：nn=No+pn,P型：NA表示受主杂质浓度，Pp=NA+np,由于一般总有Nopn NAnp,返回,1.1.3 漂移电流与扩散电流,半导体中有两种载流子：电子和空穴，这两种载流子的定向运动会引起导 电电流。,引起载流子定向运动的原因有两种：,由于电场而引起的定向运动漂移运动。（漂移电流）,由于载流子的浓度梯度而引起的定向运动扩散运动（扩散电流）,（一）漂移电流（drift current）,在电子浓度为n,空穴浓度为p的半导体两端外加电压V，在电场E的作用下，空穴将沿电场方向运动，电子将沿与电
4、场相反方向运动：,返回,(二）扩散 电 流（diffusion current）,返回,1.2 PN结原理,1.2.2 空间电荷区特点：,1.2.1 PN结的形成及特点,返回,1.2 PN结原理,返回,1.2.1 PN结的形成及特点,一PN结的动态平衡过程和接触电位,热平衡（动态平衡）,返回,1.2.2 空间电荷区特点：,返回,1.3晶体二极管及应用,132 二极管的电阻,133 二极管的交流小信号等效模型,1.3.4 二极管应用电路,131晶体二极管的伏安特性引言,返回,135 稳压管,136 PN结电容,137 PN结的温度特性,138 二极管主要参数,1.3 晶体二极管及应用,晶体二极管
5、的伏安特性,返回,1.正向偏置，正向电流,+,_,返回,2.反向偏置，反向电流,+,_,返回,（二）伏安特性,返回,（二）伏安特性,U(BR),U(BR),返回,（二）伏安特性,U(BR),U(BR),二极管击穿后端电压几乎不变，具有稳压特性。,返回,uD,（忽略R上的电压）,132 二极管的电阻,返回,在低频工作时，CJ可忽略。,电路仿真,133 二极管的交流小信号等效模型,返回,ui,ui,1.3.4 二极管应用电路,1 整流电路,ui0，二级管截止，iD=0，uo=0,+uo-,ui0，二级管导通，uo=ui,电路仿真,2二极管限幅电路,右图为双向的限幅电路,如果设：二极管的开启电压UO
6、N=0.7V,则有：|ui|UON 时，D1和D2都截止，回路中的电流iD=0，uo=ui。,如果，ui UON，D1导通D2截止，回路中的电流，利用二极管正向稳压特性，uo=UON。,如果，ui-UON，D1截止D2导通，回路中的电流，uo=-UON。,电路仿真,+uo-,返回,ui,1.3.4二极管应用电路,3 二极管钳位电路,钳位电路是一种能改变信号的直流电压成分的电路，下图是一个简单的二级管钳位电路的例子。,uc=2.5V,uo,当ui0时，D截止，iD=0，回路无法放电，使电容C的电压保持uc=ui=2.5V，而输出电压：uo=ui+uc=ui+2.5V=5V,电路仿真,返回,135 稳压管,返回,电路仿真,返回,返回,返回,136 PN结电容,返回,返回,137 PN结的温度特性：,T2T1,返回,138 二极管主要参数,返回,继续,
