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  課程顧問-小管家 2023-04-25 15:45:54

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  　　謝菲爾德大學(xué)半導(dǎo)體物理與技術(shù)課程我們當(dāng)然可以補(bǔ)習(xí)了。

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  　　半導(dǎo)體物理和技術(shù)課程代碼為：PHY382/482

  　　什么是半導(dǎo)體?

  　　半導(dǎo)體是導(dǎo)體(一般金屬)和非導(dǎo)體或絕緣體(如陶瓷)之間的導(dǎo)電性材料。半導(dǎo)體可以是化合物，如砷化鈾或純元素，如鈾或硅。物理學(xué)解釋了半導(dǎo)體的理論、特性和數(shù)學(xué)方法。

  　　內(nèi)容包括：

  　　孔和電子;樂隊(duì)理論;半導(dǎo)體的特性;半導(dǎo)體類型;內(nèi)在半導(dǎo)體;外在半導(dǎo)體;N型半導(dǎo)體;P型半導(dǎo)體;內(nèi)在與外在;應(yīng)用;半導(dǎo)體中的孔和電子;

  　　孔和電子是負(fù)責(zé)半導(dǎo)體電流流動(dòng)的充電載體類型。孔(電孔電子)是帶正電荷的電荷載體，而電子是帶負(fù)電荷的粒子。電子和孔在數(shù)量上是相等的，但在極性上是相反的。

  　　電子和孔的移動(dòng)性

  　　在半導(dǎo)體中，電子的移動(dòng)性高于孔的移動(dòng)性。這主要是因?yàn)樗鼈儾煌牟ǘ谓Y(jié)構(gòu)和散射機(jī)制。

  　　電子在傳導(dǎo)帶中傳播，而孔在價(jià)值帶中傳播。應(yīng)用電場時(shí)，孔由于移動(dòng)受限，無法像電子一樣自由移動(dòng)。電子從內(nèi)部殼體升高到高殼導(dǎo)致半導(dǎo)體產(chǎn)生孔。由于孔的原子力比電子強(qiáng)，孔的移動(dòng)性較低。

  　　粒子在半導(dǎo)體中的移動(dòng)性更大

  　　有效顆粒質(zhì)量較小

  　　分散事件之間的時(shí)間更多

  　　半導(dǎo)體波段理論

  　　帶狀理論的引入發(fā)生在科學(xué)量子革命時(shí)期。沃爾特·海特勒和弗里茨·倫敦發(fā)現(xiàn)了能量帶。

  　　我們知道原子中的電子存在于不同的能量水平上。當(dāng)我們嘗試用N原子組裝固體晶格時(shí)，原子的每個(gè)級別都必須分裂成固體中的N級。這種尖銳和緊密包裝的能量水平分裂形成能量帶。表示一系列沒有電子的能量的相鄰波段之間的間隙稱為帶隙。

  

  　　半導(dǎo)體中的傳導(dǎo)帶和瓦倫斯帶

  　　瓦倫斯樂隊(duì)：

  　　涉及價(jià)電子能量水平的能量帶稱為價(jià)值帶。它是最高的占用能量帶。與絕緣體相比，半導(dǎo)體中的帶狀物更小。它允許在價(jià)值帶中的電子在接收任何外部能量時(shí)跳入傳導(dǎo)帶。

  　　傳導(dǎo)帶：

  　　它是最低的空置頻段，包括正(孔)或負(fù)(自由電子)充電載體的能量水平。它導(dǎo)電導(dǎo)致電流流動(dòng)。傳導(dǎo)帶具有較高的能量水平，一般為空。半導(dǎo)體中的傳導(dǎo)帶接受來自價(jià)帶的電子。

  　　半導(dǎo)體中的費(fèi)米水平是怎樣的?

  　　費(fèi)米水平(由 EF 表示)存在于價(jià)位和傳導(dǎo)帶之間。它是絕對零度時(shí)最高的分子軌道。此狀態(tài)下的電荷載體具有自己的量子狀態(tài)，通常不會(huì)相互交互。當(dāng)溫度上升到絕對零度以上時(shí)，這些充電載體將開始占據(jù)費(fèi)米級以上的州。

  　　在p型半導(dǎo)體中，未填充狀態(tài)的密度增加。因此，在較低的能量水平下容納更多的電子。然而，在n型半導(dǎo)體中，狀態(tài)的密度增加，因此，在更高的能量水平下容納更多的電子。

  　　半導(dǎo)體的特性

  　　半導(dǎo)體可以在可取的條件下或情況下進(jìn)行電力。這種獨(dú)特的屬性使它成為根據(jù)需要以可控方式導(dǎo)電的極好材料。

  　　與導(dǎo)體不同，半導(dǎo)體中的電荷載體只因外部能量(熱攪拌)而產(chǎn)生。它導(dǎo)致一定數(shù)量的valence 電子穿過能量間隙并跳入傳導(dǎo)帶，留下同樣數(shù)量的空占用能量狀態(tài)，即孔。電子和孔的傳導(dǎo)同樣重要。

  　　抵抗力： 10-5到106Ωm

  　　導(dǎo)電性： 105到10-6莫/米

  　　耐藥性溫度系數(shù)：陰性

  　　當(dāng)前流：由于電子和孔

  　　為什么半導(dǎo)體的電阻率會(huì)隨著溫度的降低而下降?

  　　導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間的電阻性差異是由于它們在電荷載波密度上的差異。

  　　半導(dǎo)體的電阻率隨著溫度的升高而降低，因?yàn)殡姾奢d體的數(shù)量隨著溫度的升高而迅速增加，使分?jǐn)?shù)變化即溫度系數(shù)為負(fù)值。

  　　半導(dǎo)體的一些重要屬性是：

  　　半導(dǎo)體就像零開爾文的絕緣體。在提高溫度時(shí)，它充當(dāng)導(dǎo)體。

  　　由于其特殊的電氣特性，半導(dǎo)體可以通過摻雜來修改，使半導(dǎo)體設(shè)備適合能量轉(zhuǎn)換、開關(guān)和放大器。

  　　較小的電力損失。

  　　半導(dǎo)體尺寸較小，重量更輕。

  　　它們的電阻性高于導(dǎo)體，但低于絕緣體。

  　　半導(dǎo)體材料的阻力隨著溫度的升高而降低，反之亦然。

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