模電半導(dǎo)體器件總結(jié)201281178—電1213—郭琳琳最終版.docx

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1、半導(dǎo)體器件的知識(shí)點(diǎn)總結(jié)1·半導(dǎo)體的電阻率為為10-3～109Ω?cm。典型的半導(dǎo)體有硅、鍺以及砷化鎵等。2·本征半導(dǎo)體：化學(xué)成分純凈、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料。單晶體形態(tài)；有兩種載流子；特點(diǎn)：自由電子濃度=空穴濃度；溫度穩(wěn)定性差：溫度越高，自由電子的濃度越大；載流子濃度低：在室溫下，硅原子的離子化率為十億分之一；導(dǎo)電性差：本征硅的導(dǎo)電性接近于絕緣體；雜質(zhì)半導(dǎo)體：摻入雜質(zhì)后的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體；半導(dǎo)體N型（電子型半導(dǎo)體）：摻入五價(jià)元素，自由電子為多子，由摻雜形成；空穴為少子，由熱激發(fā)形成種類P型（空穴型半導(dǎo)體）:摻入三價(jià)元素，空穴是多子，由

2、摻雜形成；自由電子是少子，由熱激發(fā)形成；注意：（1）電子帶負(fù)電，空穴帶正電；（2）少子濃度與溫度有關(guān)，多子濃度與摻雜濃度有關(guān)；（3）雜質(zhì)半導(dǎo)體中多子和少子移動(dòng)都能形成電流，但是由于數(shù)量關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子，近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。（4）在一定溫度下，本征半導(dǎo)體因本征激發(fā)而產(chǎn)生自由電子和空穴，故其有一定的導(dǎo)電能力。（5）本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由溫度決定；雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由所參雜質(zhì)決定。（6）半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與溫度、光強(qiáng)、雜質(zhì)濃度和材料有關(guān)。3·PN結(jié)(1)PN結(jié)的形成：濃度差多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)雜質(zhì)離子形成空間區(qū)域電荷空間電荷區(qū)形

3、成內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)使少子漂移多子擴(kuò)散（2）PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕篜N結(jié)正偏時(shí)，電阻很小，PN結(jié)導(dǎo)通PN結(jié)反偏時(shí)，電阻很大，PN結(jié)截止反向飽和電流：在一定溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加電壓的大小無關(guān)，這個(gè)電流稱為反向飽和電流。4·PN結(jié)的電容效應(yīng)勢(shì)壘電容Cb決定因素?cái)U(kuò)散電容Cd小結(jié)：（1）PN結(jié)的結(jié)電容Cj=Cb+Cd;(2)勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容均是非線性電容；（3）Cb,Cd一般都很小，幾pF~幾百pF，與截面積有關(guān);(4)Cb,Cd的大小并不固定，與外加電壓有關(guān)。（5）對(duì)低頻信號(hào)呈現(xiàn)很大的容抗

4、。其作用可以忽略不計(jì)。5·半導(dǎo)體二極管（1）二極管的數(shù)學(xué)分析模型：（2）0Vth時(shí)，開始出現(xiàn)正向電流，并按指數(shù)規(guī)律(V>0)增長(zhǎng)硅二極管的開啟電壓為0.5V左右，鍺二極管的開啟電壓為0.1V左右。（3）VBR

5、極管（3）發(fā)光二極管（4）肖特基二極管（5）齊納二極管7·雙極結(jié)型三極管（BJT）（1）放大條件內(nèi)部條件：三區(qū)的摻雜濃度不同外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏電位關(guān)系：NPN型，Vc>Vb>VePNP型，Vc

6、極，用CC表示共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示（4）三極管的電流關(guān)系與放大系數(shù)①IE=IB+IC②共基極直流電流放大倍數(shù)③共發(fā)射極直流電流放大倍數(shù)（5）BJT特性曲線①輸入特性曲線：（共發(fā)射極）IB=f(CBE)

7、VCE=常數(shù)②輸出特性曲線：IC=f(VCE)

8、IB=常數(shù)輸出特性曲線可以分為三個(gè)區(qū)域：飽和區(qū)——VCE<0.7V，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)——發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏且反偏電壓大于0.7V.截止區(qū)——發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。8·場(chǎng)效應(yīng)管（1）定義：場(chǎng)效應(yīng)管（簡(jiǎn)稱FET）是一種電壓控制器件。工作時(shí)只有一種載流子參與導(dǎo)電，因

9、此它是單極型器件。（2）種類：結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（JFET）絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）(3)優(yōu)點(diǎn)：輸入阻抗高；內(nèi)部噪聲小，溫度穩(wěn)定性好；易集成，工作頻率高，功耗低；絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（1）柵極處于絕緣狀態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)管，輸入阻抗很大，目前管飯應(yīng)用的是二氧化硅為絕緣層的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管，稱為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。（2）增強(qiáng)型N溝道種類耗盡型N溝道增強(qiáng)型P溝道耗盡型P溝道（3）結(jié)構(gòu)N溝道增強(qiáng)型MOSFET基本上是一種左右對(duì)稱的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它是在P型半導(dǎo)體上生成一層二氧化硅薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)，從N型區(qū)引出兩個(gè)電極：一個(gè)是漏極D，

10、相當(dāng)于BJT的集電極C；另一個(gè)是源極相當(dāng)于BJT的發(fā)射極E。在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G，相當(dāng)于BJT的基極B。P型半導(dǎo)體稱為襯底