固體的能帶結(jié)構(gòu)ppt課件(參考版)
2025-01-17 12:24本頁面
【正文】 反射，把激光束限制在激活區(qū)內(nèi)； 半導(dǎo)體激光器的特點： 功率可達 102 mW 效率高 制造方便 成本低 所需電壓低（對 GaAs只需 ） 體積小 極易與光纖接合 電能直接變成光能 壽命長 可達百萬小時 用于激光通訊、信息儲存、處理和顯示器件、測距、制導(dǎo)、夜視等。 GaAs和 GaAlAs,晶格常數(shù)基本相同，禁帶寬度不同，折射率不同 緊密接觸 , 形成 pIn 結(jié) 導(dǎo)帶 禁帶 價帶 p I n 導(dǎo)帶 禁帶 價帶 U0 I n p p I n + + + + + + E內(nèi) + p I n E內(nèi) E外 （ 2） GaAs的折射率比兩側(cè)高 5%，可形成全 實際使用的都是 異質(zhì)結(jié)激光器。 需要電壓較高。 同質(zhì)結(jié)的缺點是需要重摻雜，且光損耗大。 使電子空穴的復(fù)合不斷進行，維持激光的輸出。 . 解理面 pn結(jié) pn結(jié) 它的兩個端面就相 當(dāng)于兩個反射鏡 ， 光振蕩 并利于 選頻。 （重摻雜） 結(jié)（ I為本征半導(dǎo)體） 重摻雜 p n 滿 帶 空 帶 p n 滿 帶 空 帶 普通摻雜 1. 同質(zhì)結(jié)激光器 加正向偏壓 V ? 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。 INMOS T900 微處理器 同質(zhì)結(jié)激光器 — 由同種材料制成的 pn結(jié) 半導(dǎo)體激光器分兩類： 異質(zhì)結(jié)激光器 — 由兩種不同材料制成的 pIn 167。 1956年小組的三位成員獲諾貝爾物理獎。 半導(dǎo)體器件 （自學(xué)書第 ） pn結(jié)的適當(dāng)組合可以作成具有放大作用的晶體 三極管 （ trasistor） 和其他一些半導(dǎo)體器件。若將外電路接通就有電流，這就是光生伏特效應(yīng)－利用它可制太陽能電池。 加反向偏壓時，p ? n結(jié)的伏安特性曲線如左圖。 V (伏 ) I 10 20 30 （微安） 反向 20 30 用 p ? n結(jié)的 單向?qū)щ娦裕? 擊穿電壓 用 p ? n結(jié)的 光生伏特效應(yīng)， 可制成光 電池。 I 無正向電流 外E?p型 n型 內(nèi)E? + ? 子向 p區(qū)運動。 U （伏） 30 20 10 （毫安） 正向 0 I 鍺管的伏安特性曲線 2. 反向偏壓 pn結(jié)的 p型區(qū)接電源負極，叫 反向偏壓。 向 p區(qū)運動， 阻擋層勢壘 降低 、變窄， 有利于 空穴向 n區(qū)運動， 也有利于 電子 外E?內(nèi)E?和 反向， 這些都形成 正向電流（ mＡ級）。 pn結(jié) 內(nèi)E?p型 n型 U0 0eU?電勢 電子電勢能 pn結(jié) n p 由于 pn結(jié)的存在， 電子 的能量應(yīng)考慮進勢 這使電子能帶出現(xiàn)彎曲： 空帶 空帶 pn結(jié) 0eU?施主能級 受主能級 滿帶 滿帶 壘帶來的 附加勢能 。 受主雜質(zhì) ， （電）場 該區(qū)就成為 n型 p型 內(nèi)建場大到一定 程度，不再有凈電 荷的流動，達到了 新的平衡。內(nèi)E?阻止電子和空穴進一步擴散。 167。 4. p型化合物半導(dǎo)體 例如，化合物 GaAs中摻 Zn，二價的 Zn替代三價的 Ga可形成受主能級， 成為 p型 GaAs雜質(zhì)半導(dǎo)體。 如下圖示： 則 B 原子濃度～ 1018 cm? 3 np= 1010 室溫下： 本征激發(fā) 雜質(zhì)激發(fā) 導(dǎo)帶中電子濃度 nn= 1010cm? 3 滿帶中空穴濃度
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