新澳门新葡萄娱乐1--半导体元件_zxm

　　新澳门新葡萄娱乐1--半导体元件_zxm• 一、电学的早期发展 • 1. 摩擦电研究，人物：迪费、马森布罗 克、富兰克林。 • 2．流电研究，人物；伽伐尼、伏打。 • 3．静电的定量研究新澳门新葡萄娱乐，人物：卡文迪许、 库仑。

　　一方面，内外电场方向相同，靠近电荷区的空穴和电子被驱 走，PN结加宽，多数载流子的扩散难于进行。 另一方面，内电场的增强，使得少数载流子的飘移运动加强， 形成反向电流。由于载流子数目小，电流不大。 返回

　　纯净的半导体其所有的原子基 价电子 本上整齐排列，形成晶体结构， Si Si 共价键 所以半导体也称为晶体 ——晶体管名称的由来

　　共价键中的电子 在获得一定能量 后，即可挣脱原 子核的束缚，成 为自由电子 同时在共价键中 留下一个空穴。

　　• 1958年美国科学家基尔比在德州仪器半导体实验室发 明的集成电路改变了整个电子世界，标志着微电子时 代的到来。 • 仙童公司的创始人之一高登.摩尔于1965年对微电子技 术的发展做了一个预言。他认为，每过16个月．集成 电路的价格降低一半而性能增加一倍。这就是著名的 摩尔定律。 • 集成电路由小规模、中规模，70年代发展到大规模集 成电路，超大规模集成电路，日前已开始向巨大规模 集成电路进军，今天的集成电路面积可达400— 500mm2，线，集成电路存储器芯片能存储 一部百科全书。

　　空穴的运动方式（空穴电流）与自由电子 的运动方式有本质的区别。 自由电子能在晶体中自由运动； 空穴的移动是正离子吸引邻近的价电子造 成的，即空穴的运动只能从一个束缚状态 到另一个束缚状态。

　　• 杂质半导体在本征半导体中掺杂 的微量元素，会改变半导体的导电能 力，这种掺入杂质的半导体，称为杂 质半导体。

　　总之： 存在着两种运动： 1）一种是多数载流子由于浓度差别而产生 的扩散运动； 2）另一种是少数载流子在内电场的作用下 产生的飘移运动。 这两种运动相互联系，又相互矛盾。

　　• 开始，多数载流子的扩散占优势， • 随着空间电荷区的加宽，内电场加强，扩散运 动逐渐减少；少数载流子的飘移运动则逐渐加 强； • 最后，扩散运动和飘移运动达到动平衡。 • 例：P区的空穴向N区扩散的数目与N区的空穴 向P区的飘移的数目相等。 • 空间电荷区稳定下来，PN结处于稳定状态，对 外呈电中性。

　　注意： 不论N型半导体还是P型半导体，虽 然它们都有一种载流子占多数，但是整个晶 体仍然是不带电的。

　　在半导体中， 当半导体两端 因为，温度愈 同时存在着电子 加上外电压时，自 自由电子和空穴 高，载流子数目愈 导电和空穴导电， 由电子作定向运动 多，导电性能也就 这是半导体导电 形成电子电流；而 愈好，所以，温度 方式的最大特点， 空穴的运动相当于 对半导体器件性能 也是半导体和金 正电荷的运动 的影响很大。 属在导电原理上 的本质差别。

　　半导体：导电能力介乎于导体和绝缘体之 间的 物质。 半导体特性：热敏特性、光敏特性、掺杂特性

　　• 集成电路从20世纪50年代末出现至今，其发展速度之 快，对社会生产、生活的影响之大是人们始料未及的， 以集成电路为核心的微电子技术已经渗透到现代通信、 信息技术、计算机、医疗、能源、交通、自动化、教 育传播等各个方面，尤其是对现代电子和信息技术的 发展起了巨大的作用。 • IC卡、电子表、录音机、DVD、MP3、电视机、电子 玩具、电子游戏、计算机、手机、机器人、互联网等， 进入人们的生活。 • MEMS是英文Micro Electron Mechanical systems的缩写， 即微电子机械系统。微电子机械系统(MEMS)技术是建 立在微米/纳米技术（micro/nanotechnology）基础上的 21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加 工、制造、测量和控制的技术。

　　• 空间电荷区的电荷不能移动，不能参与导电；载流子 数目少，其电阻率很高。 • 内电场对多数载流子的的扩散起阻碍作用，又称其为 阻挡层。 • 尽管内电场对多数载流子的运动起阻碍作用，但是可 推动两个区域内的少数载流子的越过空间电荷区，进 入对方区域。 • 少数载流子在内电场的作用下的有规则运动称为飘移 运动。

　　二、19世纪的电磁学 1．电流的磁效应，人物：奥斯特、安培。 2．欧姆定律，人物：欧姆。 3．法拉第的电磁感应定律，人物：法拉第。 4．电磁理论之集大成——麦克斯韦，人物： 麦克斯韦。 • 5．电磁波的实验发现，人物：赫兹。

　　• 三、电力与电气时代（第二次工业技术革 命） • 1．电动机与发电机，人物：皮克希、惠斯通、 西门子。 • 2．发电站与远距输电，人物：德波里。 • 3电灯、电影，人物：生。 • 4．电报，人物：亨利、莫尔斯。 • 5．电线．无线电，人物：马可尼、波波夫。

　　• 四、电子技术与信息时代（第三次工业技术革 命(第三次浪潮) • 1．电子管、晶体管和集成电路，人物：弗莱 明、德福雷斯特、肖克莱、基尔比。 • 2．无线广播，人物：费森登。 • 3．电视，人物：尼普科、兹沃里金。 • 4．电子计算机，人物：巴比奇、莫克莱、 冯· 诺意曼。

　　• 电子二极管和三极管在20世纪头几年相 继问世。真空电子二极管的发明使人类 打开了电子文明的大门，而电子三极管 的发明及其放大原理的发现，标志着人 类科技史进入了一个新的时代：电子时 代。

　　• 模拟电子电路就是处理模拟信号的电子电路。 模拟电路中的电信号称模拟信号，它与变换成 电信号前的信息信号在波形上几乎“一模一 样”，所以称模拟信号。模拟信号在时间上是 连续的(不间断)，数值幅度大小也是连续不间 断变化的信号(传统的音频信号、视频信号都是 这种信号)。 • 模拟电子电路通常由一些电阻、电容和电感和 一些半导体器件所组成，所以在讨论和介绍模 拟电子电路之前，先介绍一下一些常用的半导 体器件。

　　（1） PN结加正向电压时，处在导通状态，结电阻很低， 正向电流较大。 （2）PN结加反向电压时，处在截止状态，结电阻很高， 反向电流很小。

　　外加电压低时，还不能克 服PN结内电场对多数载流子 扩散的阻力，电流小 当正向电压超过一定数值 时，内电场被大大削弱，电 流增长很快。

　　由于受热或光照 自由电子 产生自由电子和 温度一定时，本 在运动中遇 征半导体中的自由 空穴的现象----到空穴后， 电子—空穴对的数 热激发 两者同时消 目基本不变。温度 愈高，自由电子— 失，称为复 空穴对数目越多。 合现象

　　• PN结外加正向电压：指外电源的正极接PN结 的P区，外电源的负极接PN结的N区。 • PN结外加反向电压：指外电源的正极接PN结 的N区，外电源的负极接PN结的P区。

　　本征半导体就是完全纯净的半导体。 应用最多的本征半 导体为锗和硅，它们 各有四个价电子，都 是四价元素.

　　• 1.价电子：最外层电子（四个价电子，是四价元素）。 • 2.惯性核：除价电子以外的原子及原子核。 • 3.共价键：相邻的两原子，各出一个价电子，构成共用 的电子对，形成共价键结构。 • 4.自由电子：获得一定的能量（高温或光照）后，共价 键中的电子即可挣脱共价键的束缚，成为自由电子新澳门新葡萄娱乐。 • 5.空穴：在电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，共 价键中留下一个空穴，这个空穴带正电。

　　外电场与内电场的方向相反，外电场使P区空穴和N区的电子进入空间电 荷区，使电荷区变窄，使得扩散加强。导通。 电流从P区指向N区，即空穴的运动方向。

　　• 1904年，英国人弗莱明发明线年，美国人德弗雷斯特发明电子三极管，并在研 究中发现新澳门新葡萄娱乐，三极管可以通过级联使放大倍数大增，这 使得三极管的实用价值大大提高，从而促成了无线电 通信技术的迅速发展。 • 1945年，二次世界大战刚结束，贝尔实验室成立了一 个固体物理研究组，主要成员有：物理学家肖克利、 布拉顿、巴丁，还有一些电子线路专家、物理化学家、 冶金学家的参与，在大家的共同努力下，终于在1947 午12月23日研制成功了以锗为材料的第一只晶体管。 并于1956年肖克利、布拉顿、巴丁共同获得诺贝尔物 理学奖。