当前位置：文档之家 › 模拟电子电路1.1

模拟电子电路1.1

  • 格式：ppt
  • 大小：2.49 MB
  • 文档页数：4

下载文档原格式

  / 4

合集下载

模拟电子技术第1章PPT课件

模拟电子技术第1章PPT课件

多数载流子——自由电子 施主离子
少数载流子—— 空穴
7
8
2. P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。
硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
8
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
－ － －－
+3 +4
－ － －－
－ － －－
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子 9
杂质半导体的示意图
(1) 稳定电压UZ ——
在规定的稳压管反向工作电流IZ下UZ，所对应的Iz反min 向工作电u压。
(2) 动态电阻rZ ——
△I
rZ =U /I
rZ愈小，反映稳压管的击穿特性△愈U 陡。
I zmax
(3) 最小稳定工作 电流IZmin——
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。
(4) 最大稳定工作电流IZmax——
17
EW
R
18
(2) 扩散电容CD
当外加正向电压
不同时，PN结两 + 侧堆积的少子的 数量及浓度梯度 也不同，这就相 当电容的充放电 过程。
P区 耗 尽 层 N 区 －
P 区中电子 浓度分布
N 区中空穴 浓度分布
极间电容（结电容）
Ln
Lp
x
电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来
18
19
1.2 半导体二极管
30
31
四、稳压二极管
稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管
பைடு நூலகம்

《模拟电子技术》课件项目一差分放大电路模块.

《模拟电子技术》课件项目一差分放大电路模块.

（2）基本概念
差模与共模：
差模输入信号 共模输入信号
vid = vi1 vi2 1
vic = 2 (vi1 vi2 )
+
+
-vid
vi1 -
+ -vi2
+
- 差分 放大
+ vo -
总输出电压 vo = vo vo AVDvid AVCvic
差模电压增益
AVD
=
vo vid
1、电路 2、电路的与特点 电路对称
Rb1 RS1
＋
Ui1 －
Rc1
Rc2
Uo
V1
V2
3、静态分析：
Rb2
RS2
vi1 = vi2 = 0（静态）
＋
Ui2 vo = VC1 - VC2 = 0
－
实现： 0输入 0输出
当电源电压波动或温度变化时，两管集电极电流和集 电极电位同时发生变化。输出电压仍然为零。可见， 尽管各管的零漂存在，但输出电压为零，从而使得零
＋UCC
Rc1
Uo
Rc2
RS1
＋
V1
RS2
V2
＋
Ui1
Ui2
－
－ IS
－UEE
(b)
具有恒流源的差分放大电路
带有比例电流源的差分放大电路
I REF

IC4
U EE U BE4 R1 R2
IC3

Io

I REF
R2 R3
例：如 图所示具有恒流源及调零电位器的差分放大
电路，二极管VD的作用是温度补偿，它使电流源 IC3基本上不受温度变化影响。设UCC=UEE=12V ， RP=200Ω，R1=6.8KΩ,R2=2.2 KΩ,R3=33 KΩ,Rb=10 KΩ,UBE3=UVD=0.7V,Rc=100 KΩ,各管的β值均为72, 求静态时的UC1、差模电压放大倍数及输入、输出 电阻。

模拟电子技术基础王卫东最新版课后习题答案第一章

模拟电子技术基础王卫东最新版课后习题答案第一章

爸爸我想对您说作文(精选15篇)爸爸我想对您说作文(精选15篇)在平时的学习、工作或生活中，大家都接触过作文吧，作文是从内部言语向外部言语的过渡，即从经过压缩的简要的、自己能明白的语言，向开展的、具有规范语法结构的、能为他人所理解的外部语言形式的转化。

相信写作文是一个让许多人都头痛的问题，下面是WTT整理的爸爸我想对您说作文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

爸爸我想对您说作文1爸爸，您的教育方法使我有过重的学习压力，我的自由权利已经被您剥夺了。

您总是让我在作业完成好后去读课文，读完后去睡觉，我连一点玩的时间都没有，就算你不在，也不能让我出去，只能在房间里学习。

有时我真的忍不住要玩，都要像小偷一样偷偷摸摸的出去。

爸爸，您能别把我整天关在房间里，好吗？我每天像一只笼中鸟一样，我受不了。

我的成绩可以说是十分优秀，可您总是骂我太差，没有头脑，不论是98分还是99分，您还是照样骂我，连100分都要被您骂得狗血淋头。

您就不能给我一点赞叹吗？就算是一点也行，我真想听您说一声：“嗯，不错。

”求您了，让我听一声吧！有一次，我正在写作业，您还没有回来，我得意洋洋，想要立刻写好作业打电脑，我立刻振奋精神，从7点写到8点半，终于写好了，当我正要打开电脑时，却被突然出现在我面前的你数落了一顿“快去读课文，整天想着玩，成绩重要还是玩重要啊！读完后去睡觉……”在您一声声呵斥下，我不得不遵从你的命令，自己去睡觉了。

爸爸！我知道您这么做是为了我，为了我的学习，但您忽略了我的年龄，我还小，我才11岁，我也是个贪玩的小孩，小孩子爱玩没有罪。

我不想做一只笼中鸟，没有自由，每天面对着牢笼，却不能飞出去，我想要自由，请您站在我这边，为我想想，改变对我的教育方式，让我多一点自由，这样才能让我飞向更远的蓝天，游出更辽阔的大海。

爸爸我想对您说作文2爸爸，从小到大，您一直是我的良师益友，您让我懂得了很多人生中的道理。

记得有一次，我考试没有考好。

您看到我为此苦恼时，不但没有责怪我，而且还安慰我说：“没关系，这次没有考好，还有下次，只要找出丢分的原因，下次不再犯同样的错误就行了。

模拟电子技术第1章 数字电路基础

模拟电子技术第1章 数字电路基础

于其进位规则为“逢十六进一”，故称为十六进制，常用大写字母“H”表示。十六进制按
权展开式为：
n1
(N)16 =
ai 16i
im
式中，ai 为十六进制数的任意一个数码；n 表示整数部分数位，m 表示小数部分数位；下标
16（或 H）表示十六进制数。例如
(5D.6A)H =5×161+13×160+6×16-1+10×16-2
（2）二进制数与十六进制数的相互转换 由表 1-1 可知制数与十六进制数之间
进行转换时通常采用分组等值法。 具体操作以小数点为基准，向左或者向右将二进制数按 4 位一组进行分组（当不足 4 位时，
按整数部分从高位、小数部分从低位的原则予以补 0 处理），然后用对应十六进制数代替各组的 二进制数，即可得等值的十六进制数。反之，将十六进制数的每个数码用相应的 4 位二进制数代 替，并去除高、低位无效的 0，所得结果即为等值二进制数。
1.2.2 编码
利用二进制数表示图形、文字、符号和数字等信息的过程称为编码（Encode），编码的结果 称为代码（Code）。例如，发送邮件时收/发信人的 E-mail、因特网上计算机主机的 IP 地址等， 就是生活中常见的编码实例。
进制数。例如:
(110.01)B =1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2
【十六进制】十六进制（Hexadecimal System）是数字电路中另一种常用数制，包含 0～9、A、B、
C、D、E、F 十六个数码，其中 A、B、C、D、E、F 依次表示十进制数 10～15，所以基数为 16。由
（3）十进制数转换为二进制数 十进制数转换为二进制数需要将整数部分和小数部分分别进行转换。通常整数部分采用除 2 反序取余法进行转换，小数部分采用乘 2 顺序取整法进行转换。 具体操作：将给定的十进制整数部分依次除以 2，按反序的原则取余数即为等值二进制数； 十进制小数部分依次乘以 2，按顺序的原则取整数即为等值二进制数。当小数部分不能精确转换 为二进制小数时，可根据精度要求，保留几位小数。 此外，利用二进制数作桥梁，可以方便地将十进制数转换为十六进制数。

孙肖子模拟电子电路及技术基础1-3章答案

孙肖子模拟电子电路及技术基础1-3章答案

uo1
R2 R1
ui1
R2 R3
UM
1
R2 R1 // R3
E1
第二章 集成运算放大器的线性应用基础
图2-4 例2-3的分解电路
第二章 集成运算放大器的线性应用基础
由图2-4(b)，根据叠加原理，得
uo
R7
// 1
jC
R3
Ua
R7
// 1
jC
R4
uo1
1
R7
//
1
jC
R3 // R4
RL=
Ro 10
。
第一章 绪 论
图P1-1
第一章 绪 论
解
(1)
Ui
Ri Rs
Ri
Us
10Rs Rs 10Rs
Us
10 11
Us
Uo
AuoUi
Ro
RL RL
10
10 11
Us
10Ro Ro 10Ro
10
10 11
10 11
Us
因此 (2)
Aus
Uo Us
1010 10 11 11
8.264
第二章 集成运算放大器的线性应用基础
图2-1 例2-1的电路图
第二章 集成运算放大器的线性应用基础
解 (1) (a)图引入了负反馈，故
Auf
uo ui
R2 R1
(2) (b)图引入了负反馈。因为uo与ui反相，uo经A2、R3、
R2构成的反相比例放大器反相放大，再经R4和R5分压后加到
A1的同相输入端，U+与U－同相相减，所以是负反馈。可根
解 因为uo(t)=－uC(t)，所以uo(0)=uC(0)。该电路为理想 反相积分器，输入输出关系式为

模拟电子技术实验

模拟电子技术实验

实验一 共发射极放大电路1、实验目的（1）熟练掌握共发射极放大电路的工作原理，静态工作点的设置与调整方法，了解工作点对放大器性能的影响；（2）掌握放大器基本性能指标参数的测试方法。

2、实验设备（1）模拟电子线路实验箱 1台 （2）双踪示波器 1台 （3）函数信号发生器 1台（4）直流稳压电源 1台 （5）数字万用表 1台3、实验原理图1.1 所示是一个阻容耦合共发射极放大器。

它的偏置电路采用R b1 和R b2 组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R e （Ｒe ＝Ｒe1＋Ｒe2），以稳定放大器的静态工作点。

当在放大器的输入端加输入信号u i 后，在输出端就可以得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u o ，从而实现了放大。

（1）静态工作点U BQ = U CC R b2 /（R b1 + R b2）I CQ ≈I EQ =（U BQ -U BE ）/ R e = U EQ / R eU CEQ ≈ U CC -I CQ （R C +R e ）为使三极管工作在放大区，一般应满足： 硅管： U BE ≈ 0.7V U CC >U CEQ >1V （2）电压放大倍数图1.1共发射极放大器CCA u = -βR L ′/r be （注：R L ′＝ＲL ∥ＲC ）（3）输入、输出电阻R i = R b1∥R b2∥r be r be = r bb ′+（1+β）26mV / I EQ mA R o = r o ∥R C ≈ R C4、实验内容与步骤（1）线路连接按图1.1 连接电路，把基极偏置电阻R P 调到最大值，避免工作电流过大。

（2）静态工作点设置接通+12V 直流电源，调节基极偏置电阻R P ，使I EQ =1mA ，也即是使U EQ = 1.9V 。

然后测试各工作点电压，填入表1-1中。

（3）电压放大倍数测量调节信号源，使之输出一个频率为1kHz ，峰峰值为30mV 的正弦信号（用示波器测量）。

电路与模拟电子技术基础课后练习第一章答案

第1章直流电路习题解答1.1 求图1.1中各元件的功率，并指出每个元件起电源作用还是负载作用。

图1.1 习题1.1电路图解 W 5.45.131=⨯=P （吸收）；W 5.15.032=⨯=P （吸收） W 15353-=⨯-=P （产生）；W 5154=⨯=P （吸收）；W 4225=⨯=P （吸收）;元件1、2、4和5起负载作用，元件3起电源作用。

1.2 求图1.2中的电流I 、电压U 及电压源和电流源的功率。

图1.2 习题1.2电路图解 A 2=I ；V 13335=+-=I I U电流源功率：W 2621-=⋅-=U P （产生），即电流源产生功率6W 2。

电压源功率：W 632-=⋅-=I P （产生），即电压源产生功率W 6。

1.3 求图1.3电路中的电流1I 、2I 及3I 。

图1.3 习题1.3电路图解 A 1231=-=I ;A 1322-=-=I由1R 、2R 和3R 构成的闭合面求得：A 1223=+=I I 1.4 试求图1.4所示电路的ab U 。

图1.4 习题1.4电路图解 V 8.13966518ab -=⨯+++⨯-=U 1.5 求图1.5中的I 及S U 。

图1.5 习题1.5电路图解 A 7152)32(232=⨯+-⨯+-=IV 221021425)32(22S =+-=⨯+-⨯+=I U1.6 试求图1.6中的I 、X I 、U 及X U 。

图1.6 习题1.6电路图解 A 213=-=I ；A 31X -=--=I I ; V 155X -=⋅=I UV 253245X X -=⨯--⋅=I U1.7 电路如图1.7所示：（1）求图(a)中的ab 端等效电阻；（2）求图(b)中电阻R 。

图1.7 习题1.7电路图解 (1) Ω=+=+++⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+=1046418666661866666ab R (2) Ω=--=712432383R1.8 电路如图1.8所示：（1）求图(a)中的电压S U 和U ；（2）求图(b)中V 2=U 时的电压S U 。

精品文档-模拟电子电路及技术基础(第二版)孙肖子-第1章


第一章 绪论 图1.2.1一般电子系统的组成框图
第一章 绪论 图1.2.1 信号获取：主要是通过传感器或输入电路，将外界待观察 的信号(通常为模拟信号)变换为电信号，或实现系统与信源间
预处理：主要是解决信号的放大、衰减、滤波等，即通常 所说的“信号调理器”，经预处理后的信号，在幅度和其他方 面都比较适合做进一步的分析或数字化处理。这一部分的信号 仍多为模拟信号。
放大器是一个有源二端口网络，其一般符号如图1.4.1所 示。放大器的输入端口连接“待放大的信号源”，其中Us为.信 号源电压(复数相量)，Rs为信号源内阻，Ui和Ii分. 别是. 放大器 的输入电压和输入电流。放大器的输出端口接相应的负载电阻 RL(也可以是一般的阻抗ZL)，Uo和Io分别是. 放大. 器的输出电压 和输出电流。通常输入端口与输出端口有一个公共的电位参考 点，称之为“地”(如图1.4.1所示)，隔离放大器除外。
第一章 绪论
从输出端口看，输出电压Uo与受控源AuoUi的关系也是Ro与
RL的分压，即
Uo
RL Ro RL
AuoU i
(1.4.2b)
Au
Uo Ui
RL Ro RL
Auio
(1.4.2c)
可见，只有当Ro<<RL时，Au才. 等于Auo.，所以，电压放大器的理
想条件是
Ri→∞
(1.4.2d)
(dB)
(1.4.3b)
如放大倍数的绝对值等于1000，则Au=20 lg1000=60dB。
放大倍数的测量方法如图1.4.2所示。将信号源的输出
幅度及频率调节到合适的数值，并与放大器输入端连接，然 后用交流电压表或用双踪示波器分别测出输入电压Ui和输.出 电压Uo的幅.值，再求其比值即可。

新版模拟电子技术 部分参考答案(一)

习 题 11.1． 当负载开路（R L =∞）时测得放大电路的输出电压o u'=2V ；当输出端接入R L =5.1kΩ的负载时，输出电压下降为u o =1. 2V ，求放大电路的输出电阻R o 。

解：'L o o L o R u u R R =•+，'o o(1) 3.4k o L u R R u =-=Ω 1.2 当在放大电路的输入端接入电压 u s =15mV ，内阻 R s =1k Ω的信号源时，测得电路的输入端的电压为 u i =10mV ，求放大电路的输入电阻 R i 。

解：ii s i s R u u R R =•+， ∴()2k i i s s iu R R u u ==Ω-1.3 当在电压放大电路的输入端接入电压 u s =15mV ，内阻 R s = 1k Ω的信号源时，测得电路的输入端的电压为 u i =10mV ；放大电路输出端接 R L = 3k Ω的负载，测得输出电压为u o =1.5V ，试计算该放大电路的电压增益 A u 和电流增益 A i ，并分别用 d B （分贝）表示。

解：oi150u u A u ==，dB A dB A u u 5.43lg 20)(== 100()o o Li i s i sI u R A I u u R ===-，dB A dB A i i 40lg 20)(== 1.4 某放大电路的幅频响应特性曲线如图1.1所示，试求电路的中频增益A um 、下限截止频率f L 、上限截止频率f H 和通频带f BW 。

解：dB dB A um 40)(= ∴100=umAHz f H 510= Hz f L 20= ∴Hz f f f f H L H BW 510=≈-=图1.1 习题1.4电路图 图1.2 习题1.5电路图1.5 电路如图1.2所示，已知：当输入电压为0.4V 时，要求输出电压为4V 。

试求解R 1和R 2的阻值。

模拟电子电路仿真(很全 很好)

仿真1.1.1 共射极基本放大电路按图7.1-1搭建共射极基本放大电路，选择电路菜单电路图选项（Circuit/Schematic Option ）中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮，设置并显示元件的标号与数值等。

１.静态工作点分析选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC Operating Point）（当然，也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量）分析结果表明晶体管Ｑ１工作在放大状态。

２.动态分析用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH)，用示波器观察到输入，输出波形。

由波形图可观察到电路的输入，输出电压信号反相位关系。

再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。

３.参数扫描分析在图７.１－１所示的共射极基本放大电路中，偏置电阻Ｒ１的阻值大小直接决定了静态电流ＩＣ的大小，保持输入信号不变，改变Ｒ１的阻值，可以观察到输出电压波形的失真情况。

选择分析菜单中的参数扫描选项（Analysis/Parameter Sweep Analysis），在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为Ｒ１，参数为电阻，扫描起始值为１００Ｋ，终值为９００Ｋ，扫描方式为线性，步长增量为４００Ｋ，输出节点５，扫描用于暂态分析。

４.频率响应分析选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为１Hz，终止频率为１GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点５做输出节点。

由图分析可得：当共射极基本放大电路输入信号电压ＶＩ为幅值５mV的变频电压时，电路输出中频电压幅值约为０.５Ｖ，中频电压放大倍数约为－１００倍，下限频率（Ｘ１）为１４.２２Hz，上限频率（Ｘ２）为２５.１２MHz，放大器的通频带约为２５.１２MHz。

由理论分析可得，上述共射极基本放大电路的输入电阻由晶体管的输入电阻rbe限定，输出电阻由集电极电阻Ｒ３限定。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
§1.3 晶体二极管及应用
§1.4 双极型晶体管
返回
1.1半导体材料及导电特性
引言 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
返回
1.1半导体材料及导电特性
引言：
1.2.1 PN结的形成及特点
-
P -
E
-
-
+ + + +
+ + + +
N + + + +
+ + + +
返回
多子扩散运动 →空间电荷区↑ →内建电场 E↑
空间电荷区(space charge region) 漂移运动是一对矛盾运动的两个方面： 在 N 型和 P 型半导体的界面两侧，明显
（一）
一PN结的动态平衡过程和接触电位 显然半导体中多子的扩散运动和少子的 -
Ge:
ni=pi≈2.4× 1013/cm
返回
1. 1 . 2 杂质半导体（donor and acceptor impurities） 实际上， 制造半导体器件的材料并不是本征半导体， 而是人为地掺入一 定杂质成份的半导体
1 什么是杂质半导体：人为地掺入一定杂质成份的半导体
2
为什么要掺杂：提高半导体的导电能力
（二）P型半导体（P
4
4
3 P →（受主原子）→位于受主能级 室温 产生空位（位于价带） 型半导体中也有本征激发而产生电子空穴对，但由 于复合作用，电子数目很小，空穴的浓度远大于电子浓度。 T=300k
带负电离子与带正电空穴间有吸引力，即空穴是受束缚
4
3
4
P 型半导体： 多子 →空穴 少子 →电子
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： ND表示施主杂质浓度，则：nn=ND+pn P型： NA表示受主杂质浓度， pp=NA+np 由于一般总有No>>pn NA>>np 所以有 N型：nn≈No 且： pn≈ ni2/ND 多子浓度 少子浓度 P型： pp≈NA np≈ ni2/NA 多子浓度等于掺杂浓度 少子浓度与本征浓度ni2有关， 与温度无关 随温度升高而增加，是半导体 返回 元件温度漂移的主要原因
式中 DP 和 Dn 为空穴和电子扩散系数（单位 cm2/s）
x
返回
§1.2 PN结原理
1.2.1 PN结的形成及特点 1.2 .2 空间电荷区特点：
返回
§1.2 PN结原理
在一块 N 型半导体（or P type） ，用杂质补偿的方法掺 入一定数量的 3 价元素（or 5 价元素）将这一部分区域转换 成 P 型（或 N 型） ，则在它们的界面处便生成 PN 结。PN 结 是晶体二极管及其它半导体的基本结构，在集成电路中极其重 要。
S i(14)和 G e(32)因外 层都有 4 个价电子，由 于外层价电子受原子核 的束缚力小，许多物理 现象是由外层价电子数 决定，为了更方便研究 价电子的作用常把原子 核和内层电子看作一个 整体,称为惯性核。
返回
4
14
32
价电子
4
惯性核
1.1 .1 本征半导体（intrinsic semiconductor）
2 . 注意 ρ 的单位：Ω.cm
定义：
A cm 2 R .cm l cm
3 . 半导体具有的基本特性：
对 ρ 影响较大的因素：杂质 ，温度，光照
返回
1.1 .1 本征半导体 定义:没有杂质、纯净的单晶体称为本征半导体.
(一) 本征半导体的共价键结构 1 S i 、G e 原子结构模型
导带
Eg禁带
价带
返回
价带中产生一个空穴，但并不在导带中产 受 主 能 级 - - 生电子，而在晶格中留下一个负离子。负 离子不能自由移动，不起导电作用。
（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.np=ni2
１． 什么是半导体：电阻率 ρ 介于导体和绝缘体之间
固体按导电性能上可分为三类：
导体：
ρ＜10－4Ω.cm
如：金、银、铜、铝
绝缘体： ρ＞1012Ω.cm 如：云母、陶瓷 半导体: ρ=10－3~109Ω。Cm 如： 硅 Si(Silicon) ρ=105Ω.cm 锗 Ge(Germanium) ρ=4.7103Ω.cm 砷化镓 GaAs ρ=109Ω.cm
本征载流子浓度：ni=pi=AoT3/2exp(-Eg0 /2kT)
其中：Ao 为常数，与半导体材料有关： Si: Ao=3.88× 1016(cm-3.k-2/3)
Ge: Ao=1.76× 1016(cm-3.k-2/3)
k 为玻耳兹曼常数 k=1.38×10-23(J.k-1) 当 T=300k（室温） Si: ni=pi≈1.5× 1010/cm3
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U，在电场E的作用 下，空穴将沿电场方向运动，电子将沿与电场相反方向运动：
g
能 量 分 布 中 有 一 段 间 隙 不可 能 被 电 子 所 占
电子能量
每一个价电子为相邻原子核所共有，每相邻两个 E 一般与半导体材料和温度 T 有关： 原子都共用一对价电子。形成共价键结构。 T=0k (-273.160c) 时， T=300k （室温）
Eg0 (Si)=1.21 ev
导带
2 电子 空穴
Eg
可制作热敏元件
随机碰撞 （自由电子释放能量）电子空穴对消失 影响半导体器件的稳定性 复合
另外
3 本征激发
光照→ni(orpi) ↑→导电能力 ↑→
复合
动态平衡
是电子空穴对的两种矛盾运动形式。
可制作光电器件
在本征半导体中电子和空穴的浓度总是相等的
若设 ni 为电子浓度，pi 为空穴浓度
2 在共价键结构 S i 或 G e 单晶体中，价电子处于束
缚状态，其能量较低，处于较低的能带称为
当 S i（或 G e）原子组成单晶体后，各
4
4
4
原子之间有序、整齐的排列在一起，原子之间 价带。而自由电子处较高的能带称为导带。 靠得很近，价电子不仅受本原子的作用，还要 由于价电子至少要获得 E g 的能量才能挣脱共 受相邻原子的作用， 价键的束缚成为自由电子，因此自由电子所
→多余电子→位于施主能级
T=300k
4
5 +5
4
（进入导带）成为自由电子
4 4
+
4
N 型杂质半导体的特点： 1、 与本征激发不同，施主原子在提供多余电子的同时并
不产生空穴，而成为正离子被束缚在晶格结构中，不能自由 移动，不起导电作用。
2、在室温下，多余电子全部被激发为自由靠电子导电。
a:空穴带正电量 b：空穴是半导体中所特有的带单位 空穴： 正电荷的粒子，与电子电量相等， 符号相反 c：空穴在价带内运动，也是一种带 电粒子。在外电场作用下可在晶体 内定向移动
电子能量
导带
Eg 禁带
价带
返回
（三）本征载流子（intrinsic carrier）浓度
电子 1 本征激发 空穴 由上式： T↑→ni(or pi)↑→导电能力↑
返回
（一）N型半导体（N
Type semiconductor）
4 4 4
在本征半导体中掺入 5 价元素的杂质 在 N 型半导体中：
（砷、磷、锑）就成为 N 型杂质半 自由电子→多数载流子（多子） 。且多数载流子浓度＞＞ni 导体。
杂质原子→能提供多余电子→称为施主杂质 空穴→少数载流子（少子） 室温 。 少数载流子浓度＜＜pi
4 4 4
2 本征激发：
T↑（or 光照）
自由电子载流子：带单位负电荷 空穴载流子 ：带单位正电荷 Eg
价电子获得能量 自由电子~位于导带 空穴 ~位于价带
4
4
4
在外电场作用下电子、空穴运动方向相反，对 电流的贡献是迭加的。
跃迁导带
4 4 4
注意： ①在本征激发（或热激发）中，电子、空穴成对产生
占有的最低能级要比价电子可能占有的最高
4 4 4
根据原子的理论：原子外层电子有 8 个才
4
4
4
能处于稳定状态。 能级高出 E g。于是 S i（或 G e）晶体中的 因此 S i（或 G e）单晶体每个原子都从四周
相邻原子得到 4 个价电子才能组成稳定状态。即
有。其宽度为 E g，称为禁带宽度。
空穴的平均漂移速度：vp=up.E
电子的平均漂移速度：vn=-un.E
E
○ ● ● ○ ○ ● ○○ ● ● ○
其中 up 和 un 为空穴和电子的迁移率
（单位电场强度下载流子的平均漂移速度）