半導(dǎo)體器件與工藝ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 12:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 子態(tài)稱為一個能級 ? 空能級：電子躍遷 Ru Huang, ime, PKU 24 半導(dǎo)體中的 能帶 ? 電子的共有化運動 ? 軌道交迭：電子可從一個原子轉(zhuǎn)移到相鄰的原子上去 ? 原子組合成晶體：電子的量子態(tài)發(fā)生質(zhì)的變化，電子穿行于整個晶體的運動 ? 電子只能在能量相同的量子態(tài)之間轉(zhuǎn)移 ? 共有化的量子態(tài)與原子能級之間存在對應(yīng)關(guān)系 Ru Huang, ime, PKU 25 半導(dǎo)體的 能帶 ? 在同一個原子能級上產(chǎn)生的共有化運動多樣 ?可以有各種速度 ? 從一個原子能級可以演變出許多共有化量子態(tài) 原子能級 能帶 ?一組密集的能級：能帶 ? 禁帶 ，帶隙 Ru Huang, ime, PKU 26 價帶： 被電子填充的能量最高的能帶， 價電子填充 能量最高 價帶以上能帶基本為空 導(dǎo)帶： 未被電子填充的能量最低的能帶 禁帶： 導(dǎo)帶底與價帶頂之間能帶 帶隙：導(dǎo)帶底與價帶頂之間的能量差 半導(dǎo)體中的能帶 (價帶、導(dǎo)帶和帶隙 ) Si， Ge等晶體中，內(nèi)層到最外層價電子填滿相應(yīng)的能帶 導(dǎo) 帶 價 帶 Eg Ru Huang, ime, PKU 27 ? 電子擺脫共價鍵束縛形成一對電子和空穴 ? 電子從價帶到導(dǎo)帶的躍遷過程 ? 導(dǎo)帶增加一個電子、價帶增加一個空穴 ?禁帶寬度：擺脫共價鍵所需的能量 ? 導(dǎo)電的電子：導(dǎo)帶中的電子 ? 導(dǎo)電的空穴：填滿的價帶中出現(xiàn)的空能級，實質(zhì)是價帶中電子的導(dǎo)電 ?從低向高能級躍遷：吸收能量；反之放出能量 Ru Huang, ime, PKU 28 雜質(zhì)能級：雜質(zhì)可以使電子在其周圍運動形成量子態(tài) 雜質(zhì)能級一般處于禁帶中 施主能級 V族施主電離能很小 施主的電離：施主能級上的電子躍遷到導(dǎo)帶 受主能級 負(fù)電中心束縛空穴 III族受主電離能很小 受主的電離：價帶電子躍遷到受主能級，失去空穴的負(fù)電中心 施主和受主的補償 Ru Huang, ime, PKU 29 n型半導(dǎo)體：主要電子導(dǎo)電，有少量空穴 P型半導(dǎo)體：主要空穴導(dǎo)電，有少量電子 多子：多數(shù)載流子 n型半導(dǎo)體：電子 p型半導(dǎo)體：空穴 少子：少數(shù)載流子 n型半導(dǎo)體：空穴 p型半導(dǎo)體：電子 ?晶格熱振動 產(chǎn)生電子躍遷：產(chǎn)生電子－空穴對 ?復(fù)合：導(dǎo)帶電子落入價帶空能級 ?熱平衡時，電子、空穴濃度維持不變 半導(dǎo)體中少子和多子的平衡（一個基本的載流子統(tǒng)計規(guī)律） 熱平衡：無光照、 PN結(jié)注入等 Ru Huang, ime, PKU 30 本征載流子濃度： n=p=ni np=ni2 ni與禁帶寬度和溫度有關(guān) 本征載流子 本征半導(dǎo)體：沒有摻雜的半導(dǎo)體 本征載流子：本征半導(dǎo)體中的載流子 載流子來源：電子－空穴對的產(chǎn)生 載流子濃度 電 子 濃 度 n, 空 穴 濃 度 p Ru Huang, ime, PKU 31 非本征半導(dǎo)體的載流子 2innp ?pn ?在非本征情形 : 熱平衡時 : N型半導(dǎo)體： n大于 p P型半導(dǎo)體： p大于 n Ru Huang, ime, PKU 32 電中性條件 : 正負(fù)電荷之和為 0 p + Nd – n – Na = 0 施主和受主可以相互補償 p = n + Na – Nd n = p + Nd – Na Ru Huang, ime, PKU 33 n型半導(dǎo)體：電子 n ? Nd 空穴 p ? ni2/Nd p型半導(dǎo)體：空穴 p ? Na 電子 n ? ni2/Na Ru Huang, ime
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1