模拟电子技术基础
半导体:硅(Si)、锗(Ge),均为四价元素。
1% 本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。
自由电子的产生使共价键中留有一个空位置,称为空穴,其带正电,有一个自由电子就有一个空穴。当自由电子与空穴相碰时同时消失,称为复合。
载流子是运载电荷的粒子。载流子少,导电性就差。
半导体器件导电的性能和温度有关,温度越高,热运动加剧,载流子浓度增加,导电性变强。
2% 杂质半导体分两种 N型和P型
N型半导体参入五价磷元素,自由电子数目增加,空穴数目减少。
P型半导体参入三价硼元素,主要靠空穴导电。
3%PN结 形成:物质因为浓度差而产生的运动称为扩散运动。气体液体固体都有之。P区空穴浓度远高于N区,而N区自由电子浓度远高于P区。在接触面产生内电场。参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同,达到动态平衡,就形成了PN结。
PN结的独特的导电性能:正向偏置使耗尽层变窄,形成扩散电流,PN结导通。PN结要有电阻来限流。反向偏置,耗尽层变宽,形成漂移电流(少数载流子的运动)。由于电流很小,可近似认为是截止的。即正向偏置导通,反向偏置截止。(单向导电性)
半导体的温度稳定性差。
PN结的电容效应:
势垒电容,反向偏置时,等效电容变化很大,主要表现在外加反向电压时。Cb
扩散电容是在正向电压时的等效电容Cd
结电容Cj=Cb+Cd,不是常量。
如果pn结外加电压频率高到一定程度,就会失去单向导电性。所以PN结有一个上限截止频率。