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第一章第一节1半导体三大特性搀杂特性热敏特性光敏特性2本征半导体是纯净（无杂质）的半导体。3载流子(Carrier)指半导体结构中获得运动能量的带电粒子。有温度环境就有载流子。绝对零度（-2730C）时晶体中无自由电子。4本征激发（光照、加温度q），会成对产生电子空穴对自由电子(FreeElectron)空穴(Hole)5N型半导体：电子型半导体多子(Majority)：自由电子(FreeElectron)少子(Minority)：空穴(Hole)自由电子数=空穴数+施主杂质数6P型半导体：空穴型半导体多子(Majority)：空穴(Hole)少子(Minority：自由电子(Free)空穴数=自由电子数+受主杂质数7对N型半导体Nn·Pn=ni平方其中：nn为多子,Pn为少子ni2为本征载流子浓度同理，P型半导体8结论杂质半导体少子浓度–主要由本征激发（Ni2）决定的（和温度有关）杂质半导体多子浓度–由搀杂浓度决定（是固定的）9本征半导体中电流半导体中有两种电流–漂移电流(DriftCurrent)–是由电场力引起的载流子定向运动–I=In+Ip其中In为电子流，Ip为空穴流In和Ip的方向是一致的。–扩散电流(DiffusionCurrent)–是由于载流子浓度不均匀（浓度梯度）所造成的。–由上式可见扩散电流正比于浓度分布线上某点处的斜率dn(x)/dx或dp(x)/dx。–扩散电流与浓度本身无关。第二节PN结1PN结是指使用半导体工艺使N型和P型半导体结合处所形成的特殊结构。PN结是构成半导体器件的核心结构。空间电荷区耗尽层自建电场势垒区阻挡层。2PN结形成“三步曲”（1）多数载流子的扩散运动。（2）空间电荷区和少数载流子的漂移运动。（3）扩散运动与漂移运动的动态平衡。3势垒区PN结建立在N型和P型半导体的结合处，由于扩散运动，失空穴和电子后形成不能移动的负离子和正离子状态，这个区域称为空间电荷区（耗尽层）。PN结又称为–自建电场、–阻挡层。4当外加电压时，PN结的结构将发生变化（空间电荷区的宽窄变化）正向偏置P接电源正，N接电源负•外电场与内电场方向相反（削弱内电场），使PN结变窄。•扩散运动＞漂移运动。•称为“正向导通”。反向偏置P接电源负，N接电源正•外电场与内电场方向相同（增强内电场），使PN结变宽。•扩散运动＜漂移运动•称为“反向截止”5PN结伏安特性•单向导电性–正向导通开启电压–反向截止饱和电流6PN结电阻特性两种电阻（1）静态电阻（直流电阻）R=V/I（2）动态电阻（交流电阻）r=△v/△I7PN结电容特性•PN结呈现电容效应•有两种电容效应势垒电容（和反向偏置有关）CT•PN结外加反向偏置时，引起空间电荷区体积的变化（相当电容的极板间距变化和电荷量的变化）–扩散电容（和正想偏置有关）CD–PN结外加正向偏置时，引起扩散浓度梯度变化出现的电容（电荷）效应。•两者是并联关系：–正向时，电阻小，电容效应不明显。–反向时，电阻大，电容效应明显。•故电容效应主要在反偏时才考虑8反向击穿当对PN结外加反向电压超过一定的限度，PN结会从反向截止发展到。•反向击穿破坏了PN结的单向导电特性。•利用此原理可以制成稳压管。•电击穿有两种机理机理可以描述：–雪崩击穿低掺杂，（少子，加速）–PN结宽，–正温系数，–常发生于大于7伏电压的击穿时（雪崩效应）––齐纳击穿高掺杂，（强电场拉出电子）–PN结窄，–负温系数，–常发生于小于5伏电压的击穿时（隧道效应）–9二极管是由管芯(PN结)加电极引线和管壳制成。平面型二极管：面接触型二极管：适合整流，低频应用(结电容大)点接触型二极管：适合检波，可高频应用(结电容小)10主要参数最大整流电流IF管子稳定工作时，所允许通过的最大正向平均电流。最大反向工作电压VR指工作时允许所加最大反向电压。（通常取击穿电压V(BR)的作为VR）反向电流IR是指击穿前的反向电流值。此值越小表示管子单向导电性能越好。与IS有关（再加上表面漏电流），故与温度有关。最高工作频率fm是由管子的结电容所决定的。Fm越大频率特性越好。Fm大说明管子结电容小。直流电阻和交流电阻直流电阻R是二极管所加直流电压V与所流过直流电流I之比。交流电阻r是其工作状态(I,V)处电压改变量与电流改变量之比。几何意义是曲线Q点处切线斜率的倒数。阈值电压(又称为导通电压、死区电压等)硅管VD(ON)0.5～0.7V锗管VD(ON)0.1～0.3V二极管半波整流电路二极管限幅电路二极管电平选择电路稳压二极管及稳压电路稳压二极管主要参数稳压电压VZ指管子长期稳定时的工作电压值。额定功耗Pz使用时不允许超过此值。稳定电流Iz工作电流小于此值时稳压效果较差，要求大于此值才能正常工作。动态电阻rz是在击穿状态下,管子两端电压变化量与电流变化量的比值。（越小越好）。温度系数大正小负指管子受温度影响的程度。＞7V是正温系数(雪崩击穿)；＜5V是负温系数(齐纳击穿)；5～7V温度系数最小。稳压电路第三节1发射极电流IE≈IEn基极电流IB≈IBn－ICBOICBO----反向饱和漏电流集电极电流qIC=Icn1+ICBO2晶体管放大(正向受控)的两个重要条件：⑴内部条件：e区高掺杂,b区很窄。⑵外部条件：eb结正偏置,cb结反偏置。信号流向：CE:b进c出，（E）接地CC:b进e出，（C）接地CB:e进c出，（B）接地3输入特性曲线（图）VCE增大时，曲线略有右移，到一定程度则不再变化。这是管子的基调效应。输出特性曲线（图）饱和区eb结和cb结均为正偏。管子完全导通，其正向压降很小。相当一个开关“闭合（Turnon）”。工作区eb结正偏，cb结反偏。这是管子的正常放大状态。此时具有“恒流特性”。截止区eb结和cb结均为反偏。管子不通，相当于一个“开关”打开（Turnoff）。管子的cb结承受大的反向电压击穿区管子被反向电压（太大）击穿。管子的PN结特性破坏。厄利电压和输出阻抗有关基调效应基区调制效应管子参数1电流放大参数用以衡量管子的放大性能。共基直流电流放大参数共射，共集直流电流放大参数2极间反向电流是指管子各电极之间的反向漏电流参数。C、B间反向饱和漏电流管子C、E间反向饱和漏电流此值与本征激发有关。取决于温度特性（少子特性）。3极限参数①集电极最大允许电流指β下降到额定值的2/3时的IC值。②集电极最大允许功耗③反向击穿电压（注意）？第二章模拟集成单元电路第一节1失真线性失真–信号引起频率失真非线性失真–器件造成非线性失真2直流能量（电源）交流能量（输出信号）受输入信号控制输入阻抗越大越好输出阻抗表征放大器输出信号带动负载的能力.输出阻抗越小越好.理想放大器条件riRSRLr0理想电流放大的条件=0第二节基本放大电路简单共射放大电路要保证两个基本方面的工作：直流交流放大器将存在两种状态静态（由电源引起）动态（由信号源引起）两种状态的区别“直流是条件”“交流是目的”如何得到直流电路电容开路电感短路---可得到直流电路如何得到交流电路电容短路电感开路电流源开路（内阻大）电压源短路（内阻小）放大电路中各个量的表示：静态值主字母大写，脚标大写。交流（瞬时值）主字母小写，脚标小写。交流有效值主字母大写，脚标小写。总瞬时值主字母小写，脚标大写。第三节放大器图解分析法1放大器的分析方法有两种图解法直观，便于分析失真；可进行大信号分析。微变等效分析法便于交流参数计算，适用于小信号状态。放大器静态分析直流输入回路输入回路方程作直流负载线得出：输入特性曲线和负载线输出回路方程做直流负载线得出输出特性和直流负载线放大器动态分析（交流状态）注意；放大器加入交流信号后，将同时存在直流和交流两种物理量。交流是依存直流而存在的。此时各值均为交直流共存（为总瞬时值）信号和输入量表示电路图输入回路输入特性曲线vBE—VBEQ=Uim。sinwt输入交流负载线的做法输出回路输出回路方程做输出交流负载线注意：Ube和Ic相位相反饱和失真（工作点太高）截止失真（工作点太低）最大不失真输出电压幅度（截止限制）最大不失真输出电压幅度（饱和压降）取二者的最小值放大器参数改变的影响①改变IB（RB）—Q点沿交流负载线上下移动②改变RC—改变负载线（直流和交流）的斜率③改变VCC—负载线左右平移第四节放大器微变等效电路分析法通过实例分析放大器参数分析步骤如下：画出直流和交流等效电路图求静态工作点进行动态分析求输入阻抗求电压增益求输出阻抗求源电压增益求电流增益第五节静态工作点稳态电路使Q点不稳定的因素温度Icq升高CE组态•AV大（反相）•Ai大•AP最大•Ri中•Ro大CC组态•AV小于约等于1（同相）•Ai大•AP中•ri最大•ro最小CB组态•AV大（同相）•Ai小于约为1•AP中•ri最小•ro最大三种组态的一般用途•CE中间放大级•CC输入或输出级•CB宽频带放大（高频应用）第四节场效应晶体管场效应晶体管(FieldEffectTransistor)简称FETBJT双极型晶体管工作机理不同双极型晶体管（BJT）有两种载流子（多子、少子）场效应管（FET）有一种载流子（多子）控制方式的不同双极型晶体管（BJT）电流控制方式场效应管（FET）电压控制方式场效应管分类结型场效应管（JFET）JFET分为两类:N沟道JFETP沟道JFET绝缘栅场效应管（IGFET）MOSFET分为:N沟道MOSFETN沟道MOS又分为N沟道增强型（Enhancement）---------ENMOSFETN沟道耗尽型（Depletion）---------DNMOSFETP沟道MOSFETP沟道MOS又分为P沟道增强型（Enhancement）---------EPMOSFETP沟道耗尽型（Depletion）----------DPMOSFETMOS场效应管（MOSFET）Metal—Oxide—Semiconductor金属—氧化物—半导体故称为MOSFET，简称MOS器件。他属于绝缘栅场效应管JFET结型场效应管利用反向PN结（加反压）耗尽层宽窄控制沟道工作原理（N沟道）外加偏置管子工作要求外加电源保证静态设置：VDS漏极直流电压------加正向电压VGS栅极直流电压------加反向电压VGS栅极直流电压的作用看VGS的作用（不加VDS）横向电场作用︱VGS︱↑→PN结耗尽层宽度↑→沟道宽度↓VDS漏极直流电压的作用这里面：Ugs是负电压，相当于两个相加Ugs和Uds的作用效果是相同的，都是使沟道变窄。看VDS的作用（不加VGS）纵向电场作用在沟道造成楔型结构（上宽下窄）楔型结构a点（顶端封闭）——预夹断b点（底端封闭）——全夹断（夹断）说明随沟道宽窄变化，使通过的载流子数量发生变化，即iD变化。VGS对iD的控制作用。特性曲线有两种特性曲线：转移特性（思考为何不叫输入特性？）输出特性转移特性Idss为Vgs为0时的电流Vgs为Id为0时电压输出特性MOS绝缘栅型场效应管MOS管是绝缘栅管的一种主要形式N沟道增强型（E型）MOSFET结构与符号外加偏置VGS：所加栅源电压垂直电场作用（注意为“＋”）VDS：所加漏源电压横向电场作用（注意也为“＋”）工作原理两种电场的作用：垂直电场作用横向电场作用VGS垂直电场作用（向下）•→吸引P衬底中自由电子向上运动•→形成反型层（在P封底出现N型层）•→从而连通两个N+区（形成沟道）VDS横向电场作用•使沟道成楔型（左宽右窄）•VGSVGS(th)----------iD=0VGSVGS(th)----------iD0•其中VGS(th)为开启电压。iD表达式•COX-----单位面积栅极电容•n------沟道电子的迁移率•W-------沟道宽度•L-------沟道长度•W/L------MOS管宽长比特性曲线特性曲线也是两种：转移特性输出特性转移特性