半导体二极管三极管 40341.ppt

. 集成电路的发展历程 半导体集成电路的出现与发展 半导体集成电路的出现和发展经历了以下过程： 1947～1948年，晶体管的发明 1946年1月，Bell实验室正式成立半导体研究小组：W.Schokley，J. Bardeen、W. H. Brattain Bardeen提出了表面态理论， Schokley给出了实现放大器的基本设想，Brattain设计了实验； 1947年12月23日，第一次观测到了具有放大作用的晶体管； 集成电路的发展历程 半导体集成电路的出现与发展 半导体集成电路的出现和发展经历了以下过程： 1） 1947～1948年，晶体管的发明 2）1958年，集成电路的发明 1952年5月，英国科学家G. W. A. Dummer第一次提出了集成电路的设想。 1958年以德克萨斯仪器公司（TI）的科学家基尔比(Clair Kilby)为首的研究小组研制出了世界上第一块集成电路，并于1959年公布了该结果。 集成电路的发明 集成电路的发展历程 半导体集成电路的出现与发展 半导体集成电路的出现和发展经历了以下过程： 1） 1947～1948年，晶体管的发明 2） 1958年，集成电路的发明 3） 1959年，平面工艺的发明 集成电路的发展历程 半导体集成电路的出现与发展 半导体集成电路的出现和发展经历了以下过程： 1） 1947～1948年，晶体管的发明 2） 1958年，集成电路的发明 3） 1959年，平面工艺的发明 4） 1960年，成功制造了第一块MOS集成电路。 集成电路发展的特点 后人对摩尔定律加以扩展，即集成电路的发展： 工艺每三年升级一代（代的定义为4倍能力，2年/代至3年/代）； 集成度每三年翻二番； 特征线宽约缩小30％左右； 逻辑电路（以CPU为代表）的工作频率提高约30％ 第二章 半导体二极管和三极管 2-1 基础知识. 2-2 PN结. 2-3 半导体二极管. 2-4 二极管的应用 2-5 其他二极管 2-6. 半导体三极管. 第二章 半导体二极管和三极管 2–1.基础知识. 一.本征半导体 半导体的导电率为10-9~109 S. 制造半导体器最先要用Si,Ge的单晶体. Si,Ge的单晶体称为本征半导体.本征半导体中无可自由移动的带电粒子—载流子. 室温(T=300k)时, Si: ni=pi=1.4*1010/cm3 Ge: ni=pi=2.5*1013/cm3 其浓度差异由于禁带宽度造成的 一.本征半导体 原子结构: Ge: 2 8 18 4 *Si,Ge均为四价元素 *共价键 Si: 2 8 4　 半导体受光热时会产生本征激发. 本征激发的特征是自由电子和空穴两种载流子总是成对产生的. 　二.杂质半导体 在本征半导体中加入杂质,可改变渠道电能力. 1.P型半导体(空穴半导体): 本征半导体中加入三价元素(硼,铝,铟等),则会产生空穴.(所谓多数载流子) 空穴的移动通过电子的填充来实现. 空穴若被电子补充,则形成不会移动的负离子. 二.杂质半导体 结构图: 电子移动后 成为负离子 电子走后, 形成空穴, 同时 成为正离子 二.杂质半导体 2.N型半导体: 本征+ 五价元素(砷,磷,锑等),电子为多子,空 穴为少子. 电子移动后,剩下不会移动的正离子. : 1) 掺杂后,载流子数目增多. 2) P型半导体: 多子是空穴,少子是电子. 3) N型半导体: 多子是空穴,少子是电子. 第二章 半导体二极管和三极管 2–2. PN结 一.PN结的形成: P,N接触,多子扩散,产生扩散电流;留下正负离子形成内建电场;内建电场促使少子漂移产生漂移电流. 当扩散电流=漂移电流时, PN结形成 三.PN结的反向击穿 . 图 4 势垒电容和外加电压的关系 . 2扩散电容CD 图 5 P区中电子浓度的分布曲线 及电荷的积累 . 2扩散电容CD 扩散电容是ＰＮ结