自由电子浓度远 大于空穴的浓度，即 n >> p 。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)。
+4
+4
+4
自由电子
+4
+54
+4
施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.4 N 型半导体的晶体结构15
多数载流子——自由电子
少数载流子—— 空穴
•磷原子失去一个电子自身成不 能移动的带正电荷的离子，称 为施主杂质。掺入一个磷原子 就提供一个自由电子,所以电子 是多子. •N型半导体中,电子是多子,空穴 是少子 I=IP+IN≈IN
+4
空位——空穴。
空穴
+4
+4
自由电子和空穴使本
征半导体具有导电能力，
但很微弱。
+4
+4
+4 自由电子
+4
+4
空穴可看成带正电的 载流子。
图 1.1.3 本征半导体中的
自由电子和空穴
9
A、本征激发—
电子、空穴对的产生
+4
+4
+4
共价键
B、电子与空穴的复合
+4
+4
+4
空穴
C、空穴是可以移动的，其
+4
电子空穴对 自由电子 N型半导体
++ + + ++ + + ++ + +
施主离子
注意：此整块的半导体仍为 中性
16
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
+4
+4
+4
3 价杂质原子称为受
空穴
主原子。
+4
+43 受主 +4
空穴浓度多于电子
模拟电子技术基础
简明教程 ——多媒体教学
电子信息工程系 电子技术教研室
1
PART ONE
前言
请在此处添加具体内容，文字尽量言简意赅，见到 那描述即可，不必过于繁琐，注意版面美观度。
2
前言
1. 本课程的性质
是一门技术基础课
2. 研究内容
以器件为基础、以信号为主线，研究各种模拟电子电路的工作原理、 特点及性能指标等。
的运动
相当于空穴为带正电荷
载流子
自由电子 带负电荷 电子流IN 空穴 带正电荷 空穴流IP
＋总电流
12
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。
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 。
6
硅原子结构
价电子
最外层电子称价电子 Si +14 2 8 4
锗原子也是 4 价元素
(a)硅的原子结构图
4 价元素的原子常常用 + 4 电荷的正离子和周围 4 个价电子表示。
+4
(b)简化模型
图 1.1.1 硅原子结构
7
1.1.1 本征半导体
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。
考勤、提问 10 %
实验 20 %
末考：
60 %
7. 参考书
童诗白主编，《模拟电子技术基础》 第四版，高教出版社
康华光主编，《电子技术基础》 模拟部分 第四版，高教出版社
Multisim 、 orCAD等EDA软件仿真验证、分析、设计电路
4
第一章 半导体器件
1.1 半导体的特性 1.2 半导体二极管 1.3 双极型三极管(BJT) 1.4 场效应三极管
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. 杂质半导体总体上保持电中性。
4. 杂质半导体的表示方法如下图所示。
(a)N 型半导体
(b) P 型半导体
图 1.1.6 杂质半导体的的简化表示法 19
1.2 半导体二极管
1.2.1 PN 结及其单向导电性
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体，另 一侧掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成了 一个特殊的薄层(不能移动的正、负离子)，称为 PN 结。
+4
+4
+4
将硅或锗材
价
料提纯便形成单 晶体，它的原子
共
价 键
+4
+4
电 子 +4
结构为共价键结
构。
+4
+4
+4
当温度 T = 0 K 时，半
导体不导电，如同绝缘体。
图 1.1.2 单晶体中的共价键结构
8
若 T 或受光照 ，将
T
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 +4
3. 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
4. 教学目标
能够对一般性的、常用的电子电路进行分析，பைடு நூலகம்时对较简单的单 元电路进行设计。
3
前言
5. 学习方法
重点掌握基本概念、基本电路的分析方法和解题技巧。（课堂教学）
习题：独立完成，按时交作业
实验环节
6. 成绩评定
平时： 作业 10 %
1.1 半导体的特性
1. 导体：电阻率 < 10-4 ·cm 的物质。如铜、
银、铝等金属材料。
2. 绝缘体：电阻率 > 109 ·cm 物质。如橡胶、
塑料等。
3. 半导体：导电性能介于导体和半导体之间的物 质。大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗 (Ge)。
半导体导电性能是由其原子结构决定的。
原子
浓度，即 p >> n。空穴
为多数载流子，电子为
+4
+4
+4
少数载流子。
图 1.1.5 P 型半导体的晶体结构
17
电子空穴对 P型半导体
空穴
－ － －－
－ － －－
－ － －－
受主离子
多数载流子—— 空穴（与温度无关） 少数载流子——自由电子（与温度有关）
18
说明：
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。
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。
14
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。
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。ni=
pi=
K1T3/2
exp(
-Eg/2kT） 13
1.1.2 杂质半导体
杂质半导体有两种
N 型半导体 P 型半导体
+4 实 空是 穴共 ，+价 形4键 成的空电穴子的依移次动填补
空穴
D、最后达到动态的平衡
10
自由电子的运动与空穴的运动
II I 半导体中两种载流子：
带正电荷的空穴
PN
本征半导体
空穴电流
I
外电场
电子电流
IP
它们在外电 场的作用下，
IN
会出现定向
运动
导电机理
11
• 共价键中的电子依次填补空穴，形成空穴