门电路+半导体基础知识(无门复习)
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第一章半导体基础知识〖本章主要内容〗本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义,工作状态或工作区的分析。
首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。
其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。
然后介绍两种三极管(BJT和FET)的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析方法。
〖本章学时分配〗本章分为4讲,每讲2学时。
第一讲常用半导体器件一、主要内容1、半导体及其导电性能根据物体的导电能力的不同,电工材料可分为三类:导体、半导体和绝缘体。
半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料,半导体的电阻率为10-3~10-9Ω∙cm。
典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。
半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别:当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化;往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时,会使它的导电能力具有可控性;这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。
2、本征半导体的结构及其导电性能本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。
制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%,常称为“九个9”,它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。
在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。
3、半导体的本征激发与复合现象当导体处于热力学温度0K时,导体中没有自由电子。
当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电,成为自由电子。
这一现象称为本征激发(也称热激发)。
因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。
游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。
在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡,此时,载流子浓度一定,且自由电子数和空穴数相等。
4、半导体的导电机理自由电子的定向运动形成了电子电流,空穴的定向运动也可形成空穴电流,因此,在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子(即载流子),这是半导体的特殊性质。
半导体知识点总结大全引言半导体是一种能够在一定条件下既能导电又能阻止电流的材料。
它是电子学领域中最重要的材料之一,广泛应用于集成电路、光电器件、太阳能电池等领域。
本文将对半导体的知识点进行总结,包括半导体基本概念、半导体的电子结构、PN结、MOS场效应管、半导体器件制造工艺等内容。
一、半导体的基本概念(一)电子结构1. 原子结构:半导体中的原子是由原子核和围绕原子核轨道上的电子组成。
原子核带正电荷,电子带负电荷,原子核中的质子数等于电子数。
2. 能带:在固体中,原子之间的电子形成了能带。
能带在能量上是连续的,但在实际情况下,会出现填满的能带和空的能带。
3. 半导体中的能带:半导体材料中,能带又分为价带和导带。
价带中的电子是成对出现的,导带中的电子可以自由运动。
(二)本征半导体和杂质半导体1. 本征半导体:在原子晶格中,半导体中的电子是在能带中的,且不受任何杂质的干扰。
典型的本征半导体有硅(Si)和锗(Ge)。
2. 杂质半导体:在本征半导体中加入少量杂质,形成掺杂,会产生额外的电子或空穴,使得半导体的导电性质发生变化。
常见的杂质有磷(P)、硼(B)等。
(三)半导体的导电性质1. P型半导体:当半导体中掺入三价元素(如硼),形成P型半导体。
P型半导体中导电的主要载流子是空穴。
2. N型半导体:当半导体中掺入五价元素(如磷),形成N型半导体。
N型半导体中导电的主要载流子是自由电子。
3. 载流子浓度:半导体中的载流子浓度与掺杂浓度有很大的关系,载流子浓度的大小决定了半导体的电导率。
4. 质量作用:半导体中载流子的浓度受温度的影响,其浓度与温度成指数关系。
二、半导体器件(一)PN结1. PN结的形成:PN结是由P型半导体和N型半导体通过扩散结合形成的。
2. PN结的电子结构:PN结中的电子从N区扩散到P区,而空穴从P区扩散到N区,当N区和P区中的载流子相遇时相互复合。
3. PN结的特性:PN结具有整流作用,即在正向偏置时具有低电阻,反向偏置时具有高电阻。
半导体基础知识
半导体基础知识是指关于半导体物理方面的基本知识,半导体包括金属、无机离子晶体、有机聚合物以及生物材料等,它们在结构上都有一个介质层,而在这个介质层中,会存在一些电子或空穴,半导体特性就是由这些电子和空穴所决定。
半导体材料具有优异的性能,如低电阻、高电容、良好的电磁隔离等。
它们可以被用于制作电子元件,如半导体晶体管和集成电路,这些元件可以控制、调节和转换信号,从而实现复杂的电子系统。
此外,半导体材料也可以作为太阳能电池、光电探测器和显示器等发光元件的基础材料。
半导体电路基础知识
嘿,朋友们!今天咱来聊聊半导体电路基础知识,这可真是个超级有趣的玩意儿啊!
你想想看,半导体电路就像是一个神奇的小世界,里面有无数的电子小精灵在欢快地跳动呢!这些小精灵们跑来跑去,就形成了各种奇妙的功能。
半导体,这名字听起来是不是就挺神秘的?它呀,就像是个会变魔法的材料。
它可以一会儿是导体,让电流顺畅通过;一会儿又变成了绝缘体,把电流给拦住了。
这就好比是个调皮的小孩子,一会儿听话,一会儿又捣蛋。
在这个半导体电路的世界里,有各种各样的元器件。
比如说二极管,它就像是个交通警察,指挥着电流的方向,只让它往一个方向走,不让它乱跑。
还有三极管,它就像个大力士,可以把小电流放大成大电流,可厉害啦!
那这些元器件是怎么组合在一起工作的呢?这就像是搭积木一样,一块一块地堆起来,就变成了一个漂亮的城堡。
不同的元器件组合在一起,就能实现各种各样神奇的功能。
比如说,你家里的收音机,就是靠半导体电路来接收信号,然后把声音播放出来的。
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那我们普通人了解半导体电路基础知识有啥用呢?嘿,用处可大啦!你要是懂点这个,家里的电器坏了,说不定你自己就能修修呢!而且,了解了这些知识,你会觉得这个世界变得更加奇妙了,不是吗?
你看,科技发展得这么快,半导体电路可是功不可没啊!未来,它们肯定还会有更多更神奇的应用。
说不定哪天,我们就能用上用半导体电路做出来的超级酷炫的东西呢!
所以啊,朋友们,快来和我一起探索这个神奇的半导体电路世界吧!让我们一起感受科技的魅力,一起享受学习的乐趣!别再犹豫啦,赶紧行动起来吧!。
我们知道,电子电路是由晶体管组成,而晶体管是由半导体制成的。
所以我们在学习电子电路之前,一定要了解半导体的一些基本知识。
这一章我们主要学习二极管和三极管的一些基本知识,它是本课程的基础,我们要掌握好在学习时我们把它的内容分为三节,它们分别是:1、1 半导体的基础知识1、2 PN结1、3 半导体三极管1、1 半导体的基础知识我们这一章要了解的概念有:本征半导体、P型半导体、N型半导体及它们各自的特征。
一:本征半导体纯净晶体结构的半导体我们称之为本征半导体。
常用的半导体材料有:硅和锗。
它们都是四价元素,原子结构的最外层轨道上有四个价电子,当把硅或锗制成晶体时,它们是靠共价键的作用而紧密联系在一起。
共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴,它带正电。
我们用晶体结构示意图来描述一下;如图(1)所示:图中的虚线代表共价键。
在外电场作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流;同时价电子也按一定的方向一次填补空穴,从而使空穴产生定向移动,形成空穴电流。
因此,在晶体中存在两种载流子,即带负电自由电子和带正电空穴,它们是成对出现的。
二:杂质半导体在本征半导体中两种载流子的浓度很低,因此导电性很差。
我们向晶体中有控制的掺入特定的杂质来改变它的导电性,这种半导体被称为杂质半导体。
1.N型半导体在本征半导体中,掺入5价元素,使晶体中某些原子被杂质原子所代替,因为杂质原子最外层有5各价电子,它与周围原子形成共价键后,还多余一个自由电子,因此使其中的空穴的浓度远小于自由电子的浓度。
但是,电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一个常数,与掺杂无关。
在N型半导体中自由电子是多数载流子,空穴是少数载流子。
2.P型半导体在本征半导体中,掺入3价元素,晶体中的某些原子被杂质原子代替,但是杂质原子的最外层只有3个价电子,它与周围的原子形成共价键后,还多余一个空穴,因此使其中的空穴浓度远大于自由电子的浓度。