821半导体物理难度

821半导体物理难度,第1张

很难。半导体物理是研究半导体原子状态和电子状态以及各种半导体器件内部电子过程的学科。是固体物理学的一个分支。研究半导体中的原子状态是以晶体结构学和点阵动力学为基础,821半导体物理很难。半导体物理主要研究半导体的晶体结构、晶体生长,以及晶体中的杂质和各种类型的缺陷,半导体物理概念多、抽象,不好理解。

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

半导体物理是固体物理比较容易接受理解的分支。除了要有严密逻辑性之外,还应该有空间想象力。有助于对能级和电场和阻挡层等概念的理解。

关键概念就是空穴-电子理论和能级理论。反复加强理解还是容易掌握的。

祝你学习快速进步。取得上佳成绩。


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