2022-2023学年高二物理竞赛课件：本征半导体

本征半导体 本征半导体 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 　　完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 　　通过特殊工艺，可使硅或锗材料形成晶体结构，每个原子与周围的4个原子以共价键的形式紧密结合着，并排列成整齐的晶格结构。 价电子 共价键 　单晶体中的共价键结构 　当温度 T = 0 K 时，半导体不导电，如同绝缘体。 信号及其表示 信号：信息的载体 温度波动曲线 声音、图像、亮度、温度等等物理信息，都可以用信号波形来表示。 电子系统处理的是电信号，由相应的物理量通过传感器转换而得到。 1）. 信号：是反映消息的物理量 信息需要借助于某些物理量（如声、光、电）的变化来表示和传递。 电信号是指随时间而变化的电压u或电流i ，记作u=f(t) 或i=f(t) 。 如温度、压力、流量，自然界的声音信号等等，因而信号是消息的表现形式。 2）. 电信号 由于非电的物理量很容易转换成电信号，而且电信号又容易传送和控制，因此电信号成为应用最为广泛的信号。 模拟信号 数字信号 2. 信号源的电路表达 电子系统 RS + - VS 电压源等效电路 电流源等效电路 电子系统 RS IS 戴维宁 诺顿 转换 3. 电信号的时域与频域表示 A. 正弦信号 时域 频域 时域：信号的时间波形表示 频域：将信号分解为正弦信号的集合 B. 周期信号 时域 频域 ——直流分量、 其中： ——基波分量、 ——三次谐波分量、 … 离散频谱函数 周期信号 通过将信号展开为傅里叶级数求出周期信号的频谱函数（傅里叶系数）。 电子技术分类 1. 模拟电路与数字电路 2. 小信号电路与大信号电路 3. 低频电路与高频电路 4. 集中参数电路与分布参数电路 电子技术发展 材料与器件 理论与分析方法 设计思想与实现方法 应用领域 电子技术课程体系 同步课程：数字电子技术（数字电路与逻辑设计） 后续课程： 微机原理（计算机类课程）、高频电路 （电子类课程）等 模拟电子技术和数字电子技术是电子信息类各专业的重要的技术基础课程 硅原子结构 硅原子结构 (a)硅的原子结构图 最外层电子称价电子 价电子 锗原子也是 4 价元素 4 价元素的原子用带有+4电荷的正离子和周围 4个价电子表示 +4 (b)简化模型 T/℃ 2 200.5 2 200.0 2 199.5 0 10 80 70 60 30 40 50 20 t/s O  t Vm -Vm         f  T = = Vm O     T = 0  O   t  Vs Vs  2Vs O  Vs    2Vs  2Vs    $