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1、#2.1节小结1、名词、术语和基本概念：PN结、突变结、线性缓变结、单边突变结、空间电荷区、耗尽近似、中性区、内建电场、内建电势差、势垒。2分别采用费米能级和载流子漂移与扩散的观点解释了PN结空间电荷区（SCR）的形成。3. 介绍了热平衡PN 结的能带图（图2.3a、b）及其画法。4.利用中性区电中性条件导出了空间电荷区内建电势差公式： （2-7）5解Poisson方程求解了PN结SCR内建电场、内建电势、内建电势差和耗尽层宽度： （2-14） （2-15） （2-16） （2-17） （2-18）6扩展知识：习题2。2 2。5教学要求1、掌握下列名词、术语和基本概念：PN结、突变结、线性缓变
2、结、单边突变结、空间电荷区、耗尽近似、中性区、内建电场、内建电势差、势垒。2分别采用费米能级和载流子漂移与扩散的观点解释PN结空间电荷区（SCR）的形成。3. 正确热平衡PN 结的能带图（图2.3a、b）。4.利用中性区电中性条件导出空间电荷区内建电势差公式： （2-7）5解Poisson方程求解单边突变结结SCR内建电场、内建电势、内建电势差和耗尽层宽度。并记忆公式（2.14）（2-18）6作业题：2.2 、 2.4 、 2.5、2.7、2.10#2.2节小结1、名词、术语和基本概念：正向注入、反向抽取、扩散近似、扩散区2介绍了加偏压PN结能带图及其画法3根据能带图和修正欧姆定律分析了结的单
3、向导电性：正偏压V使得PN结N型中性区的费米能级相对于P型中性区的升高qV。在P型中性区。在空间电荷区由于n、pn，可以认为费米能级不变即等于。在N型中性区。同样，在空间电荷区由于n、pn，可认为费米能级不变即等于于是在空间电荷区N侧有一个费米能级从逐渐升高到的区域，称为 空穴扩散区；在空间电荷区P侧有一个费米能级从逐渐下降到的区域，称为 电子扩散区（以上分析就是画能带图的根据）。在电子扩散区和空穴扩散区，由于不等于常数即，根据修正欧姆定律必有电流产生，由于，电流沿x轴正方向，即为正向电流。又由于在空间电荷区边界注入的非平衡少子浓度很大，因此在空间电荷区边界电流密度也很大J，。离开空间电荷区边
4、界随着距离的增加注入的非平衡少子浓度越来越小（e指数减少），电流密度也越来越小。 反偏压使得PN结N型中性区的费米能级相对于P型中性区的降低q。在扩散区费米能级的梯度小于零，因此会有反向电流产生。由于空间电荷区电场的抽取作用，在扩散区载流子很低，很小，因此虽然有很大的费米能级梯度，电流却很小且趋于饱和。4根据载流子扩散与漂移的观点分析了结的单向导电性：正偏压使空间电荷区内建电势差由下降到V打破了PN结的热平衡，使载流子的扩散运动占优势即造成少子的正向注入且电流很大。反偏压使空间电荷区内建电势差由上升到同样打破了PN结的热平衡，使载流子的漂移运动占优势这种漂移是N区少子空穴向P区和P区少子电子向
5、N区的漂移，因此电流是反向的且很小。5在反偏压下，如用代替自建势，对于突变结，耗尽层宽度为 （2-23）6根据 式（2-7）给出了结边缘的少数载流子浓度： （2-29）和 （2-30）7在注入载流子的区域，假设空间电荷的电中性条件完全得到满足，则少数载流子是仅存的一种类型的载流子。这些载流子由于被中和，不带电，通过扩散运动在电中性区中输运。这称为扩散近似。于是稳态载流子输运满足扩散方程。#教学要求1、掌握名词、术语和基本概念：正向注入、反向抽取、扩散近似、扩散区2正确画出加偏压PN结能带图。3根据能带图和修正欧姆定律分析了结的单向导电性4根据载流子扩散与漂移的观点分析了结的单向导电性5掌握反偏
6、压下突变结，耗尽层宽度公式（2-23） 6导出 结边缘的少数载流子浓度公式 （2-29）和 （2-30）7.作业：2.1# 2.3节小结1稳态PN结二极管中载流子分布满足扩散方程。2解扩散方程求得满足边界条件的解： （2-37） 对于长二极管，上式简化为 （2-38）结侧的电子分布为 （2-43）#3电流分布：少子注入引起的电流常称为扩散电流。在长二极管中空穴电流分布为： （2-42）电子电流分布为： （2-47）其中 （2-46） （2-41）4电流电压公式（Shockley公式）： （2-48） （2-49a）#5PN结的典型电流-电压特性0.6510图2-10 PN结的典型电流-电压特性
7、 #教学要求1.了解理想PN结基本假设及其意义。2.导出公式（2-37）。3.根据公式（2-37）导出长PN结和短PN结少子分布表达式。4.导出公式（2-48）、（2-49)。5.记忆公式（2-49）6.根据公式（2-49d）解释理想PN结反向电流的来源。7。画出正、反偏压下PN结少子分布、电流分布和总电流示意图。8。作业：（2-11）、（2-12）、（2.13）#2.4节小结1.概念空间电荷区正偏复合电流 （2-53）空间电荷区反偏产生电流 （2-61）式中为空间电荷区宽度，为空间电荷区载流子通过复合中心复合的复合率，G为空间电荷区载流子产生率。2空间电荷区载流子通过复合中心复合的最大复合率
8、条件： （2-54）最大复合率为 （2-56）#3. 正偏复合电流和反偏产生电流分别为： （2-57） （2-61）由于空间电荷层的宽度随着反向偏压的增加而增加因而反向电流是不饱和的。4.考虑空间电荷区正偏复合电流和 串联电阻的影响的实际IV曲线# #教学要求1.理解并掌握概念：正偏复合电流 反偏产生电流2.推导公式（2-54）、（2-57）、（2-61）。3.理解低偏压下复合电流占优，随着电压增加扩散电流越来越成为主要成分。#2.5节小结1. 产生隧道电流的条件：（1）费米能级位于导带或价带的内部；（2）空间电荷层的宽度很窄，因而有高的隧道穿透几率；（3）在相同的能量水平上在一侧的能带中有电
9、子而在另一侧的能带中有空的状态。当结的两边均为重掺杂，从而成为简并半导体时，（1）、（2）条件满足。外加偏压可使条件（3）满足。2.画出了偏压变化的能带图并根据能带图解释了隧道二级管的IV曲线。3.分析了隧道二级管的特点和局限性：（1） 隧道二极管是利用多子的隧道效应工作的。由于单位时间内通过结的多数载流子的数目起伏较小，因此隧道二极管具有较低的噪音。 （2） 隧道结是用重掺杂的简并半导体制成，所以温度对多子的影响小，使隧道二级管的工作温度范围大。（3） 由于隧道效应的本质是量子跃迁过程，电子穿越势垒极其迅速，不受电子渡越时间的限制，因此可以在极高频率下工作。由于应用两端有源器件的困难以及难以
10、把它们制成集成电路的形式，隧道二极管的利用受到限制。#教学要求1. 了解产生隧道电流的条件。2. 画出能带图解释隧道二极管的IV特性。3. 了解隧道二极管的特点和局限性。#2.6节小结讨论了PN结IV特性的温度依赖关系即温度对IV特性的影响：1.根据公式（2-68）反向电流随温度升高而增加。2. 给定电压，电流随温度升高而迅速增加。对于硅二极管，在室温时，每增加，电流约增加1倍。3.电压随温度线性地减小，对于硅二极管，系数约为。4.结电压随温度变化十分灵敏，这一特性被用来精确测温和控温。#教学要求1.了解PN结IV特性的温度依赖关系。2.推导公式（2-68）、（2-72）、（2-73）3.作业
11、：2-19。#2.7节小结1.概念：耗尽层电容 求杂质分布 变容二极管2.给出了耗尽层电容公式（2-76）、（2-81）。3.给出了求杂质分布的概念及求解程序。4.介绍了使用图表2-19求电容的方法。5.介绍了 变容二极管的应用及其设计原则。教学要求1.掌握概念：耗尽层电容、求杂质分布、变容二极管2.记忆耗尽层电容公式（2-76）、（2-81）。3.掌握CV关系： 公式（2-77）及其应用。4.推导求杂质分布公式（2-82）。5.掌握求杂质分布的概念及求解程序。6.掌握使用图表2-19求电容的方法。7.了解变容二极管的应用及其设计原则。8.作业：2,17#2.8节小结1.概念：交流导纳 扩散电
12、导 扩散电阻 扩散电容 等效电路2.解扩散方程求出了交流少子分布、电路分布、交流电流。3.给出了二极管等效电路。教学要求1.掌握概念：交流导纳 扩散电导 扩散电阻 扩散电容 等效电路2.导出交流少子边界条件公式（2-90）。3.导出交流少子满足的扩散方程公式（2-93）。4.导出交流少子空穴分布公式（2-95）（2-96）。5. 导出交流少子空穴电流公式（2.97）。6.导出交流导纳公式（2-04）。作业：2。18#3.2节小结1.概念：发射极注射效率、基区输运因子、共基极电流增益、共发射极电流增益2.介绍了典型BJT的基本结构和工艺过程。3.介绍了BJT的四种工作模式。4.画出了BJT电流分
13、量示意图，给出了各极电流及其相互关系公式公式（3-1）（3-4）5.分别用能带图和载流子输运的观点解释了BJT的放大作用。6.BJT具有放大作用的关键在于两个PN结靠得足够近即基区宽度小于或远远小于少子的扩散长度。7.给出了理想BJT共基极连接集电集电流与集电压关系曲线和共发射极连接集电集电流与集电极发射极间的电压关系曲线。#教学要求1.掌握四个概念：发射效率、基区输运因子、共基极电流增益、共发射极电流增益2.了解典型BJT的基本结构和工艺过程。3.掌握BJT的四种工作模式。4.画出BJT电流分量示意图，写出各极电流及其相互关系公式。5.分别用能带图和载流子输运的观点解释BJT的放大作用。6.为什么公式（3-9）可以写成公式（3-10）？7解释理想BJT共基极连接正向有源模式下
