引言：

各种电子设备由一些特定功能的电路组成，而完成一定功能的电路必含电子器件

含有电子器件的电路称为电子电路，包括模拟电子电路和数字电子电路；

模拟电路：

处理的电信号是一种时间的连续信号。

按其处理的信号频率可分为低频，高频和微波电路

按电路中电子器件的工作状态可分为线性电路 非线性电路。

本课程为低频线性模拟电路。器件工作在放大状态。

数字电路：

是只有高低两种电平的非连续信号。其优点为抗干扰性强，信号便于储存。

数字电路中管了器件工作在开关状态。

电子电路的核心是电子器件，电子器件的更新换代带动了电子电路的更新发展。

电子器件的时代划分

第一代：电真空器件(电子管，离子管)

第二代：半导体器件（晶体管，场效应管）

第三代：集成电路（由小规模，中规模，大规模向超大规模方向发展）。

                                   第一章 半导体器件

半导体材料及导电特性

物质按导电能力分为导体 半导体 绝缘体 用于制造半导体器件的半导体材料主要是硅锗，它们具有晶体结构，故半导体器件又称为晶体管。

一本征半导体

完全纯净没有结构缺陷的半导体单晶。

硅和锗原子结构模型

硅和锗的晶体结构

原子按四角形系统组成晶体点阵，第个原子处于正方休中心，其它四个原子处于四方体顶点，每两个原子形成共价键。

在绝对零度并且无外界能量时，价电子被束缚在共价键中，半导体中不存在自由电子，半导体不导电。

当温度升高或光照射，部分价电子因获得能量而挣脱共价键成为自由电子，同时共价键留下相同数量的空位。

本征激发：本征半导体在外界能量激发下，成对地产生电子空穴对的物理现象。空穴的移动：空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次填补空穴来实现的，帮故空穴可参与导电。无外加电场时，自由电子空穴的运动杂乱无章。电子空穴对的复合：电子空穴的运动中相遇重新复合而使电子空穴对消失的过程。外加电场时，自由电子逆电场空穴顺电场方向运动，分别形成电子电流和空穴电流。

载流了：运载电荷的粒子；

半导体导电的特点：半导体中有两种载流子（自由电子 空穴）

载流子的产生与复合

本征半导体中同时存在载流子产生与复合过程，在一定温度下，二者达到动态平衡，使半导体中的载流子浓度保持一定的值；温度变化时，则在新温度下达到新平衡。

本征浓度：平衡状态下本征半导体单位体积内自由电子或空穴数。

常温下本征浓度远小于原子密度，因此本征半导体导电能力很弱。

锗材料 本征浓度远远大于硅材料的本征浓度。

二杂质半导体

在本征半导体中，人为掺入微量三价或五价元素构成杂质半导体，杂质半导体的导电性能不再决定于温度，而由杂质类型各数量决定。

按照杂质半导体的导电类型将其分为N型半导体和P型半导体。

1 N型半导体：由于五价元素的原子可提供自由电子，故这种杂质称为施主杂质。N型半导体中两种载流子构成： 本自由电子主要是掺杂和少量本征激发，而空穴主要本征激发，自由电子称为多数载流子，空穴称为少数载流子。导电主要靠自由电子，而电子带负电荷故得其名。自由电子数等于空穴数和正离子数之和，N型半导体本身呈电中性。

2 P型半导体

在本征半导体中，掺入微量三价元素如硼使晶体中空穴浓度大大增加，这种杂质就称为P型半导体。

由于每一个三价元素的杂质原子都能接受一个价电子而成为负离子，故称为三价元素为受主杂质。

P型半导体中两种载流子构成：空穴等于掺杂引起的空穴数与本征激发出来的

自由电子为本征激发所形成的，空穴称为多数载流子，自由电子称为少数载流子。P型半导体主要靠空穴导电，因空穴带正电荷故得其名。P型半导体本身也呈电中性：

空穴数等于自由电子数与负离子数之和

杂质半导体的载流子的浓度

设杂质半导体产生复合达到平衡时，自由电子浓度X，空穴浓度Y，同一温度下本征浓度Z， XY=Z*Z。

常温下，多子浓度远大于本征浓度

少子浓度远远小于本征浓度

杂质半导体利用多子导电即杂质导电特性，半导体器件正常工作的内在条件。

三漂移电流与扩散电流

半导体中载流子定向运动有两种方式，漂移运动和扩散运动。只有在这两种情况下，半导体内部才能形成定向电流：

一种是在电场作用下，载流子产生定向迁移运动形成漂移电流：电流强度取决于电场强度各载流子浓度

一种是由于载流子浓度分布不均匀，载流子从浓度高向浓度低的方向扩散运动形成扩散电流：其电流强度与浓度差有关；

PN结是构成半导体二极管，三极管器件的基本组成部分。

1 PN结的形成

在一块本征半导体两侧，通过掺入不同杂质，分别形成N型半导体和P型半导体。在二  交界面上形成如下物理过程：