模拟电子技术基础笔记

常用半导体器件

本征半导体

1. 半导体：介于导体与绝缘体之间的

2. 本征半导体：

3. 载流子 3.1 本征激发 3.2 自由电子，带负电 3.3 空穴，带正电 自由电子和空穴都能到点。 3.4 复合：与本真激发相反的过程

4. 本征半导体的导电能力与载流子的浓度有关：此时处于动态平衡，本证激发与复合的速度一样。

   从工程的角度看，只加热温度让导电能力增加不实际，还好它具有掺杂别的东西让导电能力增加。

杂质半导体

概念

掺杂少量 的杂志元素。

N型半导体

掺杂P元素（5价元素），本征半导体的导电能力增加，自由电子是多子，空穴是少子；

温度对多子影响小，因为多子本身就多，但对少子浓度的影响大，因为少子的量少；

P型半导体

掺杂硼元素（3价元素），本征半导体的导电能力增加，自由电子是少子，空穴是多子；

PN结半导体

1.扩散运动：在浓度梯度的作用下，浓度高的地方向浓度低的地方扩散；

2.空间电荷区（耗尽层、PN结），这里举个例子，就右边空间电荷区的正电荷而言，从电场线出发，两边平衡我们可以理为正电荷发出的电场阻止了左边的空穴移动，而对于负电荷他也有这样的特性，所以两边达到平衡的状态。

虽然中间有空间电荷区形成势垒（由电压形成）组织了两遍的多子运动，但是这样的势垒能百分之百阻止多子向两边运动吗？

答案是不完全，还是有一小部分的多子冲破避雷向两边运动。下面是一张简单的图。

3.漂移运动：两边少子的运动称之为漂移运动

4.对称结与不对称结：由上面的图可以看出两边宽度一样，原因是掺杂的浓度一样，如果不一样？那么两边就不对称了，这时候称之为不对称结。

加外电压的PN结半导体

加正电压（P流向N，空间电荷区被削弱）

加反向电压（，空间电荷区增加）

这个时候的漂移运动是增加的，但漂移运动是由少子形成的所以他的影响是很小的，值得注意的是漂移运动对 温度 是很敏感的。

PN结的电流方程

$i=I_s(e^{U/U{_T}}-1),其中V_T=26V$

锗：0.2-0.3V 硅：0.6-0.7V

特性

1. 正向特性
2. 反向特性 2.1雪崩击穿（掺杂浓度低，温度越高，击穿电压越高，因为粒子需要加速） 2.2齐纳击穿（掺杂浓度高，温度越高，击穿电压越低，因为）

PN结的电容效应

当正负极两边的电压变化时，中间的电量发生改变；

1.势垒电容

2.扩散电容：非平衡少子形成

电压增高为2线，浓度增高，电压减小为3，浓度降低；

半导体二极管

常见结构

伏安特性

• 体电阻的存在，电流的PN结小；
• 反向电流大一些；

温度的影响

正向电流：温度升高，本证激发，粒子热运动增加，所以电压固定的时候，温度高的电流可定大，所以曲线往上走；

反向电流：温度升高，对少子影响大，饱和电流增加，所以曲线往下走；

二极管作用

• 单向导电性，规定电流流向，做整流器件；也可以稳压，但一般用反向的稳压
• 反向的饱和电流，简单的温度传感器；
• 反向截止电流，稳压二极管；

问：为什么稳压电路不用正向的电压稳压？

二极管的主要参数

• IF：工作的时候电流的最大流过电流，
• UR：最高反向电压，
• IR：反向电流（未击穿时），
• FM：最高频率（选高频电路的时候需要参考），

二极管的等效电路

1.上图a为理想的等效电路

2.b图为常用的等效模型

上面三张图的 中间没有一杠，这是与普通二极管的区别。

下面我们看二级管的几个应用：

1. 整流电路

在上面的这个电路中我们假设交流电10mV，要想在$u_R$中测量出变化的电流那么需要加一个直流电压，将交流电抬高，曲线图如下：

上图B点的电压10mV升到A点，它们的关系是：$U_A=U_B+V$,那么此时就可以测量出$u_R$两端的变化的电流了。具体电路图如下：

最后得到的波形图是去掉Y轴的负半轴的正弦三角函数图像，也就是整流电路。

2. 限幅电路

在分析这个电路时，要先判断正向导通和反向截止。

• 当$U_S-U_1<=Uon$的时候截止
• 当$U_S-U_1>=Uon$的时候导通

这时候的三角函数上半边会被割掉如下图：