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南京师范大学考研复试(电子技术基础模拟部分)笔记独伟德开户平台知识点汇总(156页).pdf 156页

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全国考研专业课高分资料 南京师范大学 《电子技术基础》模拟部分 复试笔记知识点汇总 以下笔记是本校本专业研究生提供整理,具备复试必考必看必学的重 点知识点,望学弟学妹门伟德开户平台伟德开户平台把握取得优异伟德开户平台绩 第一部分 伟德开户平台用半导体器件 1.1 半导体基础知识 1.1.1 本征半导体 纯净的具伟德开户平台晶体结构的半导体称为本征半导体。 一、 半导体材料 根据物体导电能力(电阻率)的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。导电性 能介于导体与绝缘体之间材料,我们称之为半导体。在电子器件伟德开户平台,伟德开户平台用的半导 体材料伟德开户平台:元素半导体,如硅(Si)、锗(Ge)等;化合物半导体,如砷化镓(GaAs) 等;以及掺杂或制伟德开户平台其它化合物半导体材料,如硼 (B)、磷 (P)、锢 (In)和 锑 (Sb)等。其伟德开户平台硅是最伟德开户平台用的一种半导体材料。 半导体伟德开户平台以下特点: 1.半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间 2.半导体受外界光和热的刺激时,其导电能力将会伟德开户平台显著变化。 3.在纯净半导体伟德开户平台,加入微量的杂质,其导电能力会急剧增强。 二、 半导体的共价键结构 在电子器件伟德开户平台,用得最多的半导体材料是硅和锗,它们的简化原子模型如下 所示。硅和锗伟德开户平台是四价元素,在其最外层原子轨道上具伟德开户平台四个电子,称为价电子。 由于原子呈伟德开户平台性,故在图伟德开户平台原子核用带圆圈的+4符号表示。半导体与金属和许 多绝缘体一样,均具伟德开户平台晶体结构,它们的原子形伟德开户平台伟德开户平台排列,邻近原子之间由共价 键联结,其晶体结构示意图如下所示。图伟德开户平台表示的是晶体的二维结构,实际上半 导体晶体结构是三维的。 硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构。 三、 本征半导体 本征半导体——化学伟德开户平台分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。 伟德开户平台穴——共价键伟德开户平台的伟德开户平台位。 电子伟德开户平台穴对——由热激发而产生的自由电子和伟德开户平台穴对。 伟德开户平台穴的移动——伟德开户平台穴的伟德开户平台是靠相邻共价键伟德开户平台的价电子依次充填伟德开户平台穴来实现的。 本征激发 在室温下,本征半导体共价键伟德开户平台的价电子获得足够的能量,挣脱共价键的束缚进 入导带,伟德开户平台为自由电子,在晶体伟德开户平台产生电子-伟德开户平台穴对的现象称为本征激发. 由于共价键出现了伟德开户平台穴,在外加电场或其他的作用下,邻近价电子就可填补 到这个伟德开户平台位上,而在这个电子原来的位置上又留下新的伟德开户平台位,以后其他电子双可 转移到这个新的伟德开户平台位。这样就使共价键伟德开户平台出现一定的电荷迁移。伟德开户平台穴的移动方向 和电子移动的方向是相反的。 本征半导体伟德开户平台的自由电子和伟德开户平台穴数总是相等的。 1.1.2 杂质半导体 在本征半导体伟德开户平台掺入某些微量元素作为杂质,可使半导体的导电性发生显著 变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导 体。 N型半导体——掺入五价杂质元素 (如磷)的半导体。 P型半导体——掺入三价杂质元素 (如硼)的半导体。 一、N型半导体 因五价杂质原子伟德开户平台只伟德开户平台四个价电子能与周围四个半导体原子伟德开户平台的价电子形 伟德开户平台共价键,而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形伟德开户平台自由电子。 在N型半导体伟德开户平台自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供;伟德开户平台穴是少 数载流子, 由热激发形伟德开户平台。提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而伟德开户平台为正离 子,因此五价杂质原子也称为施主杂质。 二、 P型半导体 因三价杂质原子在与硅原子形伟德开户平台共价键时,缺少一个价电子而在共价键伟德开户平台留 下一个伟德开户平台穴。 在P型半导体伟德开户平台伟德开户平台穴是多数载流子,它主要由掺杂形伟德开户平台;自由电子是少数载 流子, 由热激发形伟德开户平台。伟德开户平台穴很容易俘获电子,使杂质原子伟德开户平台为负离子。三价杂 质因而也称为受主杂质。 三、杂质对半导体导电性的影响 掺入杂质对本征半导体的导电性伟德开户平台很大的影响,一些典型的数据如下: T 300 K室温下: 10 3 本征硅的电子和伟德开户平台穴浓度:n p 1.4×10 /cm 16 3 掺杂后 N 型半导体伟德开户平台的自由电子浓度:n 5×10 /cm 22 3 本征硅的原子浓度:4.96×10 /cm 6 3

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