從零開始學電子之基礎篇

wb61850 · 發表于 2011-5-24 23:20:16

“鍺、硅等主要半導體材料的晶體結構和金剛石一樣也是共價鍵結構。但和金剛石又不完全相同。在室溫下，鍺的本征載流子濃度ni=2.3*10^19/立方米，硅的本征載流子濃度ni=1.5*10^16/立方米。這就是說鍺、硅等半導體在室溫條件下就可以提供可以自由導電的電子空穴對�！�
——摘自《半導體物理基礎》鄭福潔吳士忠編

wb61850 · 發表于 2011-5-24 23:29:06

大家請注意，上面的這段話中的“室溫”我個人理解呢是“環境溫度等于25攝氏度”。

而“本征載流子濃度”呢，是指在室溫下脫離共價鍵的載流子濃度。這里的載流子呢應該理解為“可以參與導電的電子和空穴”，因為電子和空穴總是“成對的激發出來”，當然它們也是“成對的復合消失”的。

雖然從每立方米的本征載流子濃度的絕對值來看，硅材料中的載流子（電子和空穴）的數量是很龐大的，但是和相同體積中總的價電子數目相比較而言，其數量還是很少的。和相同體積金屬材料中的自由電子數量相比較，更是少的可憐了。呵呵

wb61850 · 發表于 2011-5-24 23:36:10

大家從上面的這段話中還可以看出來哦：“在相同的室溫下，純凈鍺材料中的載流子濃度是純凈硅材料中載流子濃度的1千多倍哦”。也就是說，鍺材料的導電能力是硅材料的1千多倍哦。呵呵

wb61850 · 發表于 2011-5-24 23:42:05

OK，今天就到這里，祝大家晚安，再見。

xiaoxiao · 發表于 2011-5-25 19:45:11

忽悠八你就一個250而已

忽悠八你 · 發表于 2011-5-25 20:39:34

xiaoxiao同學你聽我說

我本是一個苦孩子，出生喪母，1歲喪父，2歲喪爺，3歲喪姥

你為什么要說我是250呢？！

忽悠八你 · 發表于 2011-5-25 20:41:35

難道你不知道BZ的偶像就是250嗎？！哈哈~~~

xiaoxiao · 發表于 2011-5-25 20:51:40

你還不如說你就是一個“喪門星”

wb61850 · 發表于 2011-5-25 21:38:57

忽悠八你同學真的是很苦，對你的遭遇我深表同情。同時也希望你抬起頭來，勇敢的面對人生，相信——明天會更好！

xiapoxiao同學說話有些刻薄哦，我們大家都是朋友，何必如此呢？！

下不為例，你們二位各打“250”

wb61850 · 發表于 2011-5-25 21:49:29

下面我們輕松一下

請欣賞mj——http://www.56.com/u11/v_Mzg3OTczNjY.html
世間本無鬼怪，“鬼是心頭生”。呵呵

wb61850 · 發表于 2011-5-25 22:06:12

——此圖片來自網絡

wb61850 · 發表于 2011-5-25 22:17:38

OK，我們繼續學習一下哦。呵呵

wb61850 · 發表于 2011-5-25 22:30:10

“在晶體中，電子處于不停的熱運動中，在沒有外加電場的情況下，這種運動是完全雜亂的，它們以各種不同的速度向四面八方雜亂運動。總的來看電子并沒有顯現出向某一個方向流動，所以晶體中總的電流等于零�！�
——摘自《半導體物理基礎》鄭福潔吳士忠編

wb61850 · 發表于 2011-5-25 22:52:48

這張圖的意思是，在本征硅晶體（純凈硅）中，在室溫時，存在一些“熱激發”出來的載流子（藍色的球表示自由電子，紅色的球表示空穴）。

這些“載流子”應該理解為“自由電子與空穴”的總和。也就是說，只要在硅中熱激發出來一個“自由電子”，必然會在“共價鍵”中產生一個“空穴”。而“空穴”呢也是可以參與“導電”的（這個我們在以上的帖子中已經說過）。

在沒有外電場力的作用時，這些熱激發出來的載流子在硅中是作隨機的熱運動（我們用綠色箭頭表示載流子（電子或空穴）的瞬時方向。大家可以看出來，它們的瞬時方向是“雜亂無章”的。所以在某個時刻，通過晶體橫截面的電流等于零，也就是說，“在無外電場力作用時，晶體中的宏觀電流等于零”。

wb61850 · 發表于 2011-5-25 23:03:56

“要使晶體中有電流就必須依靠外電源對晶體施加一個電場，這時電子就會受到電場的加速作用，在原來無規則熱運動的速度以外，還會得到一個沿電場反方向的附加速度，使整個晶體中的電子顯示出沿電場反方向流動，這就形成了電流�！�
————摘自《半導體物理基礎》鄭福潔吳士忠編

wb61850 · 發表于 2011-5-25 23:21:03

這張圖的意思是說，在有外電場力的作用時，本征硅（純凈硅）中的載流子在隨機熱運動的基礎上疊加了一個“定向的運動”，從而使整個晶體中出現“宏觀電流”。

我們用紅色帶箭頭的虛線表示外加的“電場”，箭頭表示電場力的方向。大家可以看出來，在純凈硅中，自由電子是“逆著”電場方向運動的，而空穴是“順著”電場的方向運動的。那么外部導線中總的電流應該等于“自由電子電流與空穴電流之和”。當然，電流是由自由電子在外電場力作用下形成的，“空穴電流”只是一種等效電流的概念。這是為了強調“在半導體中空穴同樣也可以傳導電流，即空穴也是載流子”，這正是半導體材料的特殊之處。

“正是由于半導體中兩種載流子的作用，使半導體表現出許多重要的特性，可以用來制造各種半導體器件”。

wb61850 · 發表于 2011-5-25 23:30:28

好的，今天就到這里，祝大家愉快。

水平有限，錯誤難免。歡迎批評指教，謝謝。

晚安

xiaoxiao · 發表于 2011-5-26 21:14:58

加油��！

http://www.56.com/u49/v_MjQ3NTgzMA.html

wb61850 · 發表于 2011-5-26 21:26:12

謝謝大家！

是誰建起了這高樓？是——大家��！

誰是最偉大的呢？我來告訴你，是——大家！！！

wb61850 · 發表于 2011-5-26 21:38:42

“純凈半導體是一種理想的情況，實際應用的半導體總會有一定的雜質。前面提到的理想的純凈半導體主要目的不在于弄清半導體是否純凈的問題，而是撇開雜質這個因素，掌握半導體本身具有的特征，以便在此基礎上分析實際含有雜質的半導體的性質。”
摘自《半導體物理基礎》鄭福潔吳士忠編

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從零開始學電子之基礎篇