《電子線路》課程簡介重要性：本課程是電子信息類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課、主干課程、入門課程、工程類課程課程內(nèi)容：半導(dǎo)體器件->分離電路–>集成電路–>應(yīng)用及深入分析要求：熟悉電子線路的基本概念、基本理論，掌握基本分析與設(shè)計方法，為進一步學習專業(yè)知識和走上工作崗位打下堅實基礎(chǔ)。聯(lián)系方法：hongfeng@.c公室：本部10-602第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)1.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識1.2PN結(jié)與半導(dǎo)體二極管1.3特殊二極管1.4半導(dǎo)體三極管1.5場效應(yīng)晶體管1.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識

1.1.1導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體

1.1.2本征半導(dǎo)體

1.1.3雜質(zhì)半導(dǎo)體1.1.1導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體導(dǎo)體：

容易導(dǎo)電的物質(zhì)，如銅、鋁、鐵、銀等。絕緣體：不導(dǎo)電的物質(zhì)，如塑料、陶瓷、石英、橡膠等。半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。常用的有硅(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)等。電阻率10-3-109Ωcm1.1.2本征半導(dǎo)體

本征半導(dǎo)體：純凈且晶格方向一致的半導(dǎo)體晶體。

硅和鍺原子結(jié)構(gòu)圖

硅鍺最外層電子都是4個，所以都是4價元素。

價電子：外層的電子受原子核的束縛力最小，決定著物質(zhì)的化學性質(zhì)和導(dǎo)電能力。

共價鍵結(jié)構(gòu)

：

每兩個相鄰原子之間共有一對價電子。自由電子：共價鍵中的電子，由于受到其原子核的吸引，是不能在晶體中自由移動的，只有獲得足夠的能量后才能掙脫共價鍵的束縛。本征激發(fā)：在有外界激發(fā)的情況下,例如常溫（）下，少數(shù)價電子獲得一定的能量，掙脫共價鍵的束縛成為自由電子的現(xiàn)象。空穴

：價電子掙脫共價鍵的束縛成為自由電子后，就在原來共價鍵的位置上留下的一個空位。

本征半導(dǎo)體中存在兩種載流子：自由電子和空穴。

電子－空穴對：

在本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴是成對出現(xiàn)的，有一個自由電子，必定有一個空穴。電子與空穴電荷量相等，極性相反。

自由電子和空穴的復(fù)合：在自由電子和空穴的產(chǎn)生過程中，自由電子在熱騷動過程中和空穴相遇而釋放能量，電子—空穴對消失。動態(tài)平衡：它們與溫度的關(guān)系：在常溫下()，硅鍺兩種半導(dǎo)體導(dǎo)電性能都很弱1.1.3雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)：摻入的元素。雜質(zhì)半導(dǎo)體：摻雜后的半導(dǎo)體。受主雜質(zhì)：摻入的三價元素?？昭ㄐ?或稱P型)半導(dǎo)體：摻雜受主雜質(zhì)后的半導(dǎo)體。施主雜質(zhì)：摻入的五價元素。電子型(或稱N型)半導(dǎo)體：摻雜施主雜質(zhì)后的半導(dǎo)體。1.N型半導(dǎo)體摻入微量的五價元素（如磷）所形成的N型雜質(zhì)半導(dǎo)體：總的自由電子數(shù)遠遠大于空穴數(shù)多數(shù)載流子（多子）：自由電子。少數(shù)載流子（少子）：空穴。熱平衡條件（質(zhì)量作用定律）：兩種熱平衡載流子濃度的乘積恒等于本征載流子濃度的平方：電中性條件：假設(shè)在室溫時雜質(zhì)原子已全部電離，則帶負電的自由電子濃度恒等于帶正電的施主雜質(zhì)離子和空穴濃度之和：通常滿足時：2.P型半導(dǎo)體

摻入微量的三價元素（硼）所形成的P型雜質(zhì)半導(dǎo)體:

多數(shù)載流子（多子）:空穴。少數(shù)載流子（少子）:電子。P型半壞導(dǎo)體荷中電敞子濃贊度n和空平穴濃蜜度p：空穴輛的濃融度近段似等遲于受割主雜觸質(zhì)的鳴濃度年，與亞溫度暮無關(guān)粥。電子所的濃纏度與屯受主掃雜質(zhì)策的濃免度成驚反比套，且沸隨溫潑度的肥升高沙而迅爸速增肯大。1.飯2缺P冠N結(jié)與眾半導(dǎo)遞體二欠極管1.店2.鑼1獅P毒N結(jié)的載形成1.蹈2.局2PN結(jié)的據(jù)單向小導(dǎo)電睜性1.拜2.醒3PN結(jié)的晌電容鴉特性1.篩2.割4半導(dǎo)見體二崖極管爪及其追參數(shù)1.段2.恐5二極躬管的司電路柳模型1.植2.誼1樹PN結(jié)的匠形成PN結(jié)：通過可摻雜框工藝帝，把掩本征孕硅（飾或鍺后）片麻的一賴邊做撲成P型半孔導(dǎo)體疲，另降一邊旦做成N型半齊導(dǎo)體斯，并帝且保亦持晶圣格的鄉(xiāng)豐連續(xù)傍性，短在它畫們的水交界糕面處前形成懂一個南很薄捉的特瞇殊物山理層斷。擴散腰運動：由于津存在克濃度浮差引徑起的割載流筋子從貞高濃度度區(qū)跪域向秒低濃綿度區(qū)弊域的忙運動扒。擴散不電流：擴湊散運盈動所形哥成的律電流仇。PN結(jié)的發(fā)形成帥動畫空間品電荷交區(qū)（耗盡宵層、阻擋臉層）：在交艱界面羽附近聚出現(xiàn)炎的帶稅電離徒子集往中的游薄層廁。內(nèi)電飯場：空間層電荷銳區(qū)的虧左半車部是帶帶負蔥電的控雜質(zhì)錄離子素，右痕半部箱是帶駱正電太的雜趨質(zhì)離獄子，聯(lián)從而和在空在間電撿荷區(qū)鄉(xiāng)豐中就救形成寺了一仰個由N區(qū)指益向P區(qū)的槳內(nèi)建暮電場網(wǎng)。漂移賠運動：在內(nèi)聚電場路的作煎用下維，空浴穴向P區(qū)漂登移，宜電子憲向N區(qū)漂兩移，鵲載流宿子在分電場帖作用死下的仍這種培運動臥。漂移廈電流:漂移鏟運動側(cè)所形擺成的集電流招。動態(tài)香平衡:從P區(qū)中長擴散姥到N區(qū)中慎的空寺穴數(shù)辣與從N區(qū)中換漂移袍到P區(qū)中職的空柄穴數(shù)歸相等劍，從N區(qū)中掘擴散別到P區(qū)中壤的電濾子數(shù)哨與從P區(qū)中獲漂移勻到N區(qū)中侍的電鄰子數(shù)搞相等規(guī)。接觸攤電位岔差:達到濫動態(tài)駐平衡素后的PN結(jié)，昂內(nèi)建旁電場搏的方待向由N區(qū)指茂向P區(qū)，N區(qū)與P區(qū)的壤電位畏差：對稱悅結(jié):當P區(qū)和N區(qū)雜卷質(zhì)濃維度相減等時嘆，PN結(jié)的誦負離觸子區(qū)涉和正梁離子郊區(qū)的謹寬度伐也相庫等；空間謊電荷硬區(qū)任元一側(cè)提的寬爽度與度該側(cè)奸摻雜鉤濃度播成反嘉比，愛空間耀電荷浩區(qū)主知要向裝低摻籮雜一弓側(cè)擴座展。l.蠟2.慮2鉆PN結(jié)的風單向胃導(dǎo)電蝦性1.逃PN結(jié)外側(cè)加正牧向電天壓PN結(jié)外說加正踏向電勇壓（正向孔偏置）：將PN結(jié)的P區(qū)接怠電源磁正極煤，N區(qū)接論電源妄負極慣。PN結(jié)正貫向偏第置時濱，空編間電碎荷區(qū)枝的寬吊度減倘小，鬼兩側(cè)據(jù)的離宴子電汽荷量叉減小開，多檢子擴輸散運俯動大恥大增步強而溝少子凈漂移蟻運動藏進一酸步減童弱。擴散疼電流般占主六導(dǎo)地糞位，哲在外群電路洞中形樣成一額個流車入P區(qū)的水電流譯。在正稅常工憤作范笑圍內(nèi)騎，PN結(jié)上蒼外加叮電壓芹只要警稍有稈增加泛，就清能引紋起正掩向電賺流摔顯喇著增歌加。唇因此彩正向PN結(jié)表馬現(xiàn)為象一個警很小宅的電遞阻。2.贈P求N結(jié)外忘加反此向電找壓PN結(jié)外如加正刃向電瞞壓（正向疤偏置）：將PN結(jié)的P區(qū)接擱電源底負極侍，N區(qū)接礦電源殲正極鎖。PN結(jié)反蓬向偏細置時序，擴筆散電混流迅互速減兩小，奧漂移運發(fā)動加游強。反向豪飽和宜電流：在外辨電路姨中形獄成流量入N區(qū)的斷電流它，用隆或衣表示聞。在PN結(jié)反故向偏攻置時擊，PN結(jié)表躁現(xiàn)為之一個絞很大唱的電導(dǎo)阻。是少塵子的稍運動至產(chǎn)生叼的，狂受溫邪度影煉響很瞧大。PN結(jié)的奧單向職導(dǎo)電莫性：PN結(jié)正擇向偏戲置時馬，呈騎現(xiàn)的賴電阻嬌很小天，PN結(jié)反大向偏趙置時亦，呈近現(xiàn)的但電阻堪很大。3.種PN結(jié)方換程考慮PN結(jié)的旗反向襯擊穿件，可與畫出PN結(jié)的券伏安昌特性靜曲線鋪。正向窮特性：U＞0的部困分，I隨U近似子按指肉數(shù)規(guī)韻律變勝化，腰呈現(xiàn)受小電臟阻的德導(dǎo)通姓狀態(tài)胖；反向眾特性：U＜0的部怖分，鵲電流顆很小坡，呈孔現(xiàn)大勒電阻它的截伸止狀逢態(tài)。3.強PN結(jié)方乓程PN結(jié)方練程：正向約偏置漁且求大執(zhí)于換幾倍選以上單時：反向據(jù)偏置哭且∣U∣大于惹幾犁倍以普上時側(cè)：4.城P咸N結(jié)的宜反向替擊穿PN結(jié)的紹反向兄擊穿：當PN結(jié)的老外加壤反向候電壓癢增大朗到一柜定值烈時，男反向尤電流像急劇鞋增大捧的現(xiàn)附象。PN結(jié)的涂反向蓄擊穿腳電壓：發(fā)生拍擊穿疾時的蘆反向紛電壓料。齊納食擊穿：在痰高濃跳度摻島雜的謊情況剛下，PN結(jié)很粱窄，錫外加歉不大瞞的反相向電榜壓,就可目在耗挖盡層陸中形守成很檢強的盤電場相。它移能夠絕直接久破壞幫共價嘗鍵，障把價亡電子漫從共押價鍵即中拉極出來梨，產(chǎn)牲生電抱子空塞穴對廚，使捏得反省向電蒙流劇閥增。雪崩賊擊穿：在PN結(jié)較豪寬的榴情況吉下，耍當反裁向電喇壓較望大時恨，在挪空間脂電荷港區(qū)中需產(chǎn)生費強電股場，析使少盼子在旦作漂年移運腸動時環(huán)受到解更大洽的加廟速，誘與晶刑體中先原子樂碰撞笛時，游把價沉電子太撞出男共價迎鍵，綁產(chǎn)生滔電子判－空志穴對工。電曾子－綱空穴幻玉對在路強電撕場的晉作用透下又淹撞擊品其它息原子遍，產(chǎn)巡壽生新爽的電瓣子－師空穴吐對。余電子放－空施穴對捉像雪頃崩一俯樣倍虛增，無使得雀反向件電流哨劇增樣。1.質(zhì)2.腰3寧P折N結(jié)的猴電容域特性PN結(jié)的結(jié)電鹿容：在外賀加電逢壓發(fā)授生變閉化時條，PN結(jié)耗登盡層帖內(nèi)的陷空間居電荷指量和金耗盡魔層外刮的載第流子峽數(shù)目舊均發(fā)惰生變姐化，棟這種盤電荷藝量隨峰外加計電壓揀變化慣的電奔容效倆應(yīng)。1.勢壘撲電容勢壘尼電容：阻擋咐層中色電荷讓量隨醫(yī)外加炒電壓蘋變化公而改斤變所榨呈現(xiàn)微的電扎容效撕應(yīng)，爺用候表甜示：利用PN結(jié)的掏勢壘窮電容得效應(yīng)井而制謝造的憂變?nèi)莨范O包管(壓控黃可變踩電容工器)，在賄現(xiàn)代帥電子剃線路牙中得路到廣穴泛應(yīng)沈用。2.擴散坡電容擴散仿電容：由于虧外加系電壓浸改變剛引起士擴散惕區(qū)內(nèi)理累積裂的電斑荷量澆變化壇所呈頂現(xiàn)的盞電容缺效應(yīng)攪，用蜻表戴示：PN結(jié)的扶總電說容：PN結(jié)正縮慧偏時有，渣，齊其值裁為幾刑十pF至幾川百pF。反攪偏時菜，剝，其途值為述幾pF至幾狠十pF。1.塞2.極4半導(dǎo)久體二納極管凈及其省參數(shù)1.半導(dǎo)船體二第極管席的結(jié)碼構(gòu)半導(dǎo)壤體二鄰極管：由PN結(jié)加委上兩呢根電臉極引苗線并刊封裝戴在管嘆殼中爺可構(gòu)版成。點接框觸型浸二極菊管：特點按是PN結(jié)面怕積小泉，不償能承蒼受高齡的反血向電律壓和急大的球正向顧電流熔，但勵其結(jié)針電容蹄小，粉工作要頻率獄可達10制0M驅(qū)Hz以上野。因郊此適偷用于杰高頻畢檢波刻和小汽功率