2017光电科技暑期分享会：半导体基础与运算放大器应用

在2017年的光电科技协会暑期硬件分享会上，PPT的内容涵盖了丰富的半导体基础知识，包括本征半导体和杂质半导体的概念及特性。首先，讲解了什么是半导体，以及它与导体和绝缘体的区别。半导体，如硅(Si)和锗(Ge)，因其最外层电子受原子核束缚的程度适中，使得在一定的条件下能导电，但不如导体那么易导，也不如绝缘体那样不易导。 本征半导体是纯净的半导体，其导电性源自于价电子的热运动。当电子获得足够的能量脱离共价键成为自由电子，同时留下空穴，自由电子和空穴在相遇时可以复合。温度升高，自由电子和空穴的浓度增加，因此导电性增强。然而，即使在绝对零度(0K)，本征半导体因为载流子数量极少，导电性仍然很低。 接着介绍了杂质半导体，如N型半导体（以磷(P)为例）和P型半导体（以硼(B)为例）。N型半导体通过掺入磷，产生更多的多数载流子——自由电子，导电性随掺杂程度增加。相比之下，P型半导体主要由空穴导电，同样，掺杂硼后空穴浓度增加。在杂质半导体中，温度变化会影响载流子的数量，但少子（空穴或自由电子）与多子（空穴或自由电子）的变化数量可能不同，浓度变化也可能不同。 PN结是N型和P型半导体结合形成的特殊区域，由于浓度差异导致的扩散运动和电场作用下的漂移运动，形成内部电场，阻止了扩散运动，使得PN结具有单向导电性。当PN结加正向电压时，耗尽层变薄，扩散运动增强，形成扩散电流，此时PN结进入导通状态。 这份PPT不仅详细解释了半导体的基本概念，还涉及了实际应用中的关键知识点，如运算放大器的不同功能和电源滤波技术，这些都是电子工程师在设计硬件系统时必备的基础理论和技术。整个分享会旨在提升参会者对硬件电路设计的理解，特别是对于半导体元件的理解和应用。