集成电子技术基础教程ppt课件
39页1、.,集成电子技术基础教程,第一篇 电子器件基础,.,与电路原理课程接轨首先从常用电路元件(如开关、电阻、电源等)的伏安特性开始,逐步引入电子器件的伏安特性,从理想的元器件到实际的实物器件。然后用电路原理课程中学到的分析、处理、计算电路的方法具体应用到电子电路上来。 掌握电子电路的特殊情况如一个非理想的器件是有电参数要求的(温度,电流、电压、功率容量,特性的非线性,使用频率高低、误差大小等等)。,本篇目的,.,电路:,是由若干电气元件相互连接构成的电流通路。,功能:,是处理电能与电信号(转换、传输、产生、存储)的。,电子电路:,局限于由电子元器件连接成的电路,功能实现电信号的处理(放大、转换、传输、产生、存储)。,所以,电子技术是电路原理课程的延伸,它必定用电路原理课程中的概念,手段和方法来处理电子电路中的一切问题。 只要把电子技术中的一些特殊性掌握好,学习电子技术课程就迎刃而解了。,.,电子技术,发展简述,分类方式,发展趋势,课程内容,电子技术方面的专业基础课程;,主要研究半导体器件及其电路的性能、分析方法和应用;,第一篇、第二篇;,学习特点及要求:注重理论的规律性及分析方法、 注重实
2、践动手能力。,成绩评定、参考文献。,.,1.1.0 概述,基本电子器件,无源器件:,分立(DISCRETE)半导体器件,电阻/电容/电感,二极管/三极管/场效应管,.,电子器件的基本电气特性,电压特性,电流特性,速度特性,伏安特性(V-I),.,1.1.1 常用电路元件的伏安特性,开关的V-I特性,安全工作区:,过压/过流/过热,.,线性电阻的V-I特性,安全工作区:,过压/过流/过热,指标特性:,线性性/T特性,.,电压/流源的V-I特性,.,电压/流源的V-I特性,*所有源都有一定的内阻(能量有限)*,.,受控电流源,电流控制电流源、电压控制电流源,.,1.2.1 半导体材料与PN结,一、半导体,导电能力介于导体和绝缘体之间的物质;,导电能力可变(受温度、掺杂浓度、光照等影响);,自然界中的半导体材料: 硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)。,电子技术发展到今天这样的水平,首先要归功于半导体材料的发现和半导体器件制造工艺的不断完善。 无论是制造单个半导体器件,还是制造大规模集成电路,都需要用半导体材料作为芯片,并且都以PN结作为器件的核心。,.,二、半导体分类,本征半导体,(
3、不含任何杂质的半导体),原子结构图,简化模型,.,共价键、价电子,热(本征)激发: 电子、空穴对,载流子,空穴和电子浓度,温度特性,热力学温度零度和 无外界能量激发的条件下: 本征半导体 = 绝缘体,复合,.,杂质半导体(掺入杂质的半导体),N型半导体,掺5价元素(磷、砷等),多子(施主原子):电子,少(数载流子)子:空穴,.,P型半导体,掺3价元素(硼、镓等),多子(受主原子):空穴,少(数载流子)子:电子,杂质半导体特性,少子浓度取决于本征激发/复合;多子浓度取决于掺杂。,导电能力由多子浓度决定。,两种载流子的浓度之积为常数,与掺杂程度无关。(说明在半导体中,掺入杂质越多,少子越少。),.,载流子的定向运动,漂移运动,外电场作用下的定向运动;,空穴顺电场方向运动, 电子逆电场方向运动;,扩散运动,半导体内部载流子浓度差 引起的定向运动;,载流子由浓度高的区域向 浓度低的区域扩散。,.,三、PN结,PN结形成的前提,两种不同类型的杂质半导体组合,则在交界面附近形成空间电荷层,称为PN结。,PN结形成的步骤,N区和P区存在着多数载流子的浓度差, 产生扩散运动;,形成了空间电荷层和内电场
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