学习半导体物理应有哪些基础知识?

学习半导体物理应有哪些基础知识?,第1张

需要固体物理的知识:

费米能级(电子的分布) -- 能带(晶格原子对势场分布的影响)

最后要弄懂载流子就是空穴和电子

需要统计物理:

玻尔兹曼分布 -- 费米分布

要知道简并, 非简并时该用什么分布

剩下的半导体物理全都是简单的积分。算来算去无非就是算载流子浓度的变化。延伸一下就是电流密度,电容.....

如果你没学过固体物理,那么第一章直接跳过。用baidu弄懂费米能级 -- 能带 -- 空穴 -- 电子这四个概念。然后从第二章开始学,其实就是统计积分----不过,这样会很累。

三极管是经常应用的一个电子元器件,在模拟电路中经常利用其工作在线性区来做信号处理电流放大等,在数字电路中又会利用其工作在饱和区截止区来作为开关控制。作为开关使用,除了在数字电路中应用以外,还多用于电力电子中用作功率处理,常见有开关电源、逆变器等。然而,很多资料对三极管的介绍常常太过简单或不够深入,以至于我们对三极管的理解经常一头雾水,或者对其工作机制理解不到位。所以本文着重从半导体内部机制来介绍其工作原理。

双极性晶体管,全程双极性结型晶体管(bipolar junction transistor, BJT),也就是我们常说的三极管。三极管的发明在电子学历史上具有革命意义,1956年,威廉·肖克利(William Shockley)、约翰·巴丁(John Bardeen)和沃尔特·布喇顿(Walter Brattain)因为三极管的发明工作被授予诺贝尔物理学奖。

半导体物理中的一些基本概念

在讲解其工作原理之前,先简单的介绍下半导体物理中的一些基本概念。

半导体是介于导体和绝缘体之间的一种介质,在不同的条件下可以表现出导电或者不导电的特性。电子半导体器件所用的材料大部分为硅、锗等在元素周期表中处于金属非金属交界处的四价元素。

本征半导体 (intrinsic semiconductor))是指完全不含杂质的纯净半导体。因为不含杂质,其中的载流子仅仅只靠本征激发产生,其导电性很差。与之对应的是非本征半导体,根据掺杂不同分为N型半导体和P型半导体。

本征半导体

N型半导体是指在本征半导体掺入+5价元素(如P、Sb等)的半导体。由于加入了最外层为5个电子的元素,在形成共价键后会多出一个电子,这个电子就成了自由电子。半导体因为掺杂而多出了载流子为自由电子,所以称为N型半导体。在N型半导体中,电子为多数载流子。

N型半导体

P型半导体是指在本征半导体中掺入了+3价元素(如B、Al)的半导体。由于加入了最外层为3个电子的元素,在形成共价键时会多出一个“空位”。周围的电子会填充这个“空位”,看起来就像是“空位”在移动,我们称这个“空位”为空穴。因为载流子空穴显现出正电特性,这种半导体称为P型半导体。在P型半导体中,空穴为多数载流子


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/7620377.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-04-07
下一篇 2023-04-07

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存