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模拟电子技术基础课件


杂质半导体有两种
N 型半导体 P 型半导体
一、 N 型半导体(Negative)
在硅或锗的晶体中掺入少量的 5 价杂质元素,如 磷、锑、砷等,即构成 N 型半导体(或称电子型 半导体)。
常用的 5 价杂质元素有磷、锑、砷等。
本征半导体掺入 5 价元素后,原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子,其中 4 个与硅构成共价键,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。
在电子技术迅猛发展的今天,电子电路的应用在日
常生活中无处不在,小到门铃、收音机、DVD播放机、
电话机等,大到全球定位系统GPS(Global Positioning
Systems)、雷达、导航系. 统等。
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模拟电子技术:
模拟电子技术主要研究处理模拟信号的电子电路。 模拟信号就是幅度连续的信号,如温度、压力、流量等。
1.1 半导体的基础知识
1.1.1 本征半导体
纯净的具有晶体结构的半导体
一、导体、半导体和绝缘体
导体:自然界中很容易导电的物质称为导体,金属 一般都是导体。
绝缘体:有的物质几乎不导电,称为绝缘体,如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体:另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘 体之间,称为半导体,如锗、硅、砷化镓 和一些硫化物、氧化物等。
幅度
幅度
时间
数字电子技术:
T 2T 3T 4T 5T 6T
时间
数字电子技术主要研究处理数字信号的电子电路。 数字信号通常是指时间和幅度均离散的信号,如电报 信号、计算机数据信号等等。
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第一章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识 1.2 半导体二极管 1.3 双极型晶体管 1.4 场效应管 1.5 单结晶体管和晶闸管 1.6集成电路中的元件
自由电子和空穴使本 征半导体具有导电能力, 但很微弱。
T
+4 空穴
+4
+4
+4
自由电子
+4
+4
+4
+4
+4
空穴可看成带正电的 图 1.1.2 本征半导体中的
载流子。
自由电子和空穴
(动画1-1)(动画1-2)
四、本征半导体中载流子的浓度
本征激发 复合
动态平衡
在一定温度下本征半导体中载流子的浓度是一定的, 并且自由电子与空穴的浓度相等。
3. 本征半导体中自由电子和空穴的浓度用 ni 和 pi 表示,显然 ni = pi 。
4. 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。
5. 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。
1.1.2 杂质半导体
本章讨论的问题:
1.为什么采用半导体材料制作电子器件?
2.空穴是一种载流子吗?空穴导电时电子运动吗?
3.什么是N型半导体?什么是P型半导体? 当二种半导体制作在一起时会产生什么现象?
4.PN结上所加端电压与电流符合欧姆定律吗?它为什么 具有单向性?在PN结中另反向电压时真的没有电流吗?
5.晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的?场效 应管是通过什么方式来控制漏极电流的?为什么它 们都可以用于放大?
电子技术:
电子技术就是研究电子器件及电路系统设计、分析 及制造的工程实用技术。目前电子技术主要由模拟电子 技术和数字电子技术两部分组成。
通常我们把由电阻、电容、三极管、二极管、集成
电路等电子元器件组成并具有一定功能的电路称为电子 电路,简称为电路。
一个完整的电子电路系统通常由若干个功能电路组
成,功能电路主要有:放大器、滤波器、信号源、波形 发生电路、数字逻辑电路、数字存储器、电源、模拟/数 字转换器等。
半导体的导电机理不同于其它物质,所以它 具有不同于其它物质的特点。例如:
当受外界热和光的作用时,
它的导电能力明显变化。
光敏器件
往纯净的半导体中掺入某些杂质, 会使它的导电能力明显改变。
二极管
二、本征半导体的晶体结构
完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导 体 称为本征半导体
将硅或锗材料提
+4
模拟电子技术基础
Fundamentals of Analog Electronics
主讲教师:杨平平
导言
1. 本课程的性质
电子技术基础课
2. 特点
非纯理论性课程 实践性很强 以工程实践的观点来处理电路中的一些问题
3. 研究内容
以器件为基础、以电信号为主线,研究各种模拟电子电路的工作 原理、特点及性能指标等。
华科大出版社 陈 洁主编, 《EDA软件仿真技术快速入门-
Protel99SE+Multisim10+Proteus 7 》中国电力出版社
目录
1 常用半导体器件(10学时)
2 基本放大电路(8学时) 3 多级放大电路 (6学时) 4 集成运算放大电路(4学时) 5 放大电路的频率响应(6学时) 6 放大电路中的反馈(6学时) 7 信号的运算和处理(6学时) 8 波形的发生和信号的转换(6学时) 9 功率放大电路(4学时) 10 直流稳压电源(8学时)
本征半导体中载流子的浓度公式:
ni=
pi=
K1T3/2
e
-E /(2KT) GO
T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度:
n = p =1.43×1010/cm3
本征锗的电子和空穴浓度:
n = p =2.38×1013/cm3
小结:
1. 半导体中两种载流子
带负电的自由电子 带正电的空穴
2. 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。
+4
+4

纯便形成单晶体,共
它的原子结构为
价 键
+4
+4
电 子
+4
共价键结构。


版 当温度 T = 0 K 时,
+4
+4
+4
童 诗
半导体不导电,如同
Hale Waihona Puke 图 1.1.1 本征半导体结构示意图
白 绝缘体。
三、本征半导体中的两种载流子
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 —— 空穴。
4. 教学目标
能够对一般性的、常用的模拟电子电路进行分析,同时对较简单 的单元电路进行设计。
导言
5. 学习方法
重点掌握基本概念;基本电路的结构、性能特点;基本分析估算方法。
6. 课时及成绩评定标准
课时:80学时=64(理论)+16(实验) 平时10%+实验30%+卷面60%
7. 教学参考书
康华光主编,《电子技术基础》 模拟部分 第三版,高教出版社 陈大钦主编,《模拟电子技术基础问答:例题 • 试题》,
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