第四章半导体二极管和晶体管

教学目标

本章课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。

1.掌握基本概念、基本电路、基本方法和基本实验技能。 2.具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力，以及将所学知识用于本专业的能力。

教学内容

1、半导体基础知识 2、PN结特性 3、晶体管教学重点与难点

1、PN结的单向导电性、伏安特性 2、二极管的伏安特性及主要参数

3、三极管放大、饱和、截止三种模式的工作条件和性能特点

一、电子技术的发展

电子技术的发展很大程度上反映在元器件的发展上。电子管→半导体管→集成电路半导体元器件的发展：

1947年贝尔实验室制成第一只晶体管 1958年集成电路 1969年大规模集成电路 1975年超大规模集成电路

第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍/6年的速度增

长，到2015或2020年达到饱和。

二、模拟信号与模拟电路 1、电子电路中信号的分类：数字信号：离散性。

模拟信号：连续性。大多数物理量为模拟信号。 2、模拟电路

模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。

最基本的处理是对信号的放大，有功能和性能各异的放大电路。模拟电路多以放大电路为基础。

3、数字电路

数字电路主要研究数字信号的存储、变换等内容，其主要包括门电路、组合数字电路、触发器、时序数字电路等。

数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。

三、电子信息系统的组成

四、模拟电子技术基础课的特点 1、工程性

实际工程需要证明其可行性。强调定性分析。

实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存在一定的误差范围的。定量分析为“估算”。

近似分析要“合理”。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。 2. 实践性

常用电子仪器的使用方法电子电路的测试方法故障的判断与排除方法 EDA软件的应用方法

4.1 半导体基础知识

4.1.1 本征半导体

1、本征半导体

导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。

绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导电。

半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。

本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。本征半导体导电性：与杂质浓度和温度有关

在绝对零度(-273℃)和没有外界影响时，所有价电子都被束缚在共价键内，晶体中没有自由电子，所以半导体不能导电。晶体中无载流子。