霍尔效应,根据霍尔元件的灵敏度计算n型半导体中单位体积电子数n

霍尔效应,根据霍尔元件的灵敏度计算n型半导体中单位体积电子数n,第1张

霍尔效应是一种磁敏效应,一般在半导体薄片的长度X方向上施加磁感应强度为B的磁场,则在宽度Y方向上会产生电动势UH,这种现象即称为霍尔效应。UH称为霍尔电势,其大小可表示为: UH=RH/d*IC*B (1) 式中,RH称为霍尔系数,由导体材料的性质决定;d为导体材料的厚度,IC为电流强度,B为磁感应强度。 设RH/d=K,则式(1)可写为: UH=K*IC*B (2) 可见,霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比,K称霍尔系数。K值越大,灵敏度就越高;元件厚度越小,输出电压也越大。 霍尔系数:K=1/(n*q)式中,n为载流子密度,一般金属中载流子密度很大,所以金属材料的霍尔系数系数很小,霍尔效应不明显;而半导体中的载流子的密度比金属要小得多,所以半导体的霍尔系数系数比金属大得多,能产生较大的霍尔效应,故霍尔元件不用金属材料而是用半导体。而在半导体材料中,N型半导体材料的载流子迁移率比P型半导体材料大,所以霍尔元件多采用N型半导体材料制作。 希望对你有所帮助。

半导体有什么好处 为什么要用半导体, 为什么要使用半导体而不是导体

半导体是介于导体与绝缘体之间的材料。但半导体有个特性是导体和绝缘体所没有的,那就是可以做成两种不同特性的基片,再把这两种基片结合到一起就可体现绝缘和导体交替的特性,如二极体反向绝缘,正向导电,三极体通过一个控制端可让其导电就导电,让其绝缘就绝缘。所以就容易成为可以控制的器件,由此制作了很多电子产品

晶片为什么要用半导体作?

矽做为半导体,可以有很多特殊的功能.在高纯的矽加些别的微量元素可以有独特的作用,比如做2J管.3J管,实际上很多硬体都是由各种电子元件构成的 ,其中不缺乏2.3J电晶体.

什么叫杂质半导体?杂质半导体有哪几种?为什么要往纯净的半导体中掺入杂质?

本征半导体经过掺杂就形成杂质半导体,一般可分为n型半导体和p型半导体,半导体中的杂质对电导率的影响,本征半导体掺杂后形成的P型或N型半导体,是制造积体电路,二极体电晶体的必须材料 :baike.baidu./view/1003023.?wtp=tt

导体和半导体有什么区别 半导体也能导电为什么不叫导体

导体,一般指金属,其在常温下的金属晶体结构与晶体矽等半导体是大不相同的,虽然名义上金属在非化合态的时候电子轨道最外层也有1-4个电子在围绕原子核高速旋转,看起来是受原子核严密控制的,但实际上金属晶体的结构却十分松散,金属原子之间可以滑动,这就是为什么金属有或多或少的延展性,而电子们的活动就更为自由,当有外电压的作用时,他们就会发生定向移动,形成电流.半导体晶体的内部结构相比之下就牢固得多,特别是体现在原子核对其外层电子的作用力较强,当电子离开原子核的时候,原子核对电子原来的作用力就在原先电子存在处形成了"力量真空",就是我们所说的空穴.而金属的力量相比之下小得多,当失去电子之后就不能认为出现了"力量真空”。所以,只有在描述半导体导电原理是才引入“空穴”这个概念(清华资源)

本征半导体与参杂半导体有什么不同?

本征半导体是c纯净的半导体。在本征半导体中参入微量杂质元素可提高半导体的导电能力,参杂后的半导体称为杂质半导体。根据参入杂质的不同可分为N型半导体和P型半导体。

本征半导体费米能级位于导带底和价带顶之间的中线上,导带中的自由电子和价带中的空穴均很少,因此常温下导电能力低,但在光和热的激励下导电能力增强。

n型掺杂半导体的费米能级接近导带底,导带中的自由电子数高于本征半导体,导电能力随掺杂浓度提高而增强,属于电子导电为主的半导体。

p型掺杂半导体的费米能级接近价带顶,价带中的空穴数高于本征半导体,导电能力随掺杂浓度提高而增强,属于空穴导电为主的半导体。

半导体有什么用处

半导体的导电效能介于导体和绝缘体之间,不掺杂的半导体(也叫本征半导体)的导电效能很差,但掺杂后的半导体就有一定的导电效能了,例如在Si半导体中掺杂P或者B等杂质就可以使半导体变成N型或P型半导体。N型半导体中电子是多数载流子,而P型半导体中空穴是多数载流子。

半导体制成的PN接面具有单向导电特性,但当PN接面两端加上足够大的反向电压时,PN接面会反向击穿,这时的电压叫做反向击穿电压。利用反向击穿特性,可以制成稳压二极体,利用正向特性,可以制成整流或检波二极体。

半导体的用途太多了,一句两句很难将清楚,这里就先介绍这些了。

半导体有什么用?

自然界的物质按导电能力可分为导体、绝缘体和半导体三类。半导体材料是指室温下导电性介于导电材料和绝缘材料之间的一类功能材料。靠电子和空穴两种载流子实现导电,室温时电阻率一般在10-5~107欧·米之间。通常电阻率随温度升高而增大;若掺入活性杂质或用光、射线辐照,可使其电阻率有几个数量级的变化。1906年制成了碳化矽检波器。

1947年发明电晶体以后,半导体材料作为一个独立的材料领域得到了很大的发展,并成为电子工业和高技术领域中不可缺少的材料。特性和引数半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。纯度很高的半导体材料称为本征半导体,常温下其电阻率很高,是电的不良导体。在高纯半导体材料中掺入适当杂质后,由于杂质原子提供导电载流子,使材料的电阻率大为降低。这种掺杂半导体常称为杂质半导体。杂质半导体靠导带电子导电的称N型半导体,靠价带空穴导电的称P型半导体。

不同型别半导体间接触(构成PN接面)或半导体与金属接触时,因电子(或空穴)浓度差而产生扩散,在接触处形成位垒,因而这类接触具有单向导电性。利用PN接面的单向导电性,可以制成具有不同功能的半导体器件,如二极体、三极体、闸流体等。

此外,半导体材料的导电性对外界条件(如热、光、电、磁等因素)的变化非常敏感,据此可以制造各种敏感元件,用于资讯转换。半导体材料的特性引数有禁频宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁频宽度由半导体的电子态、原子组态决定,反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用(如光或电场)下内部载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类缺陷。位错密度用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度,对于非晶态半导体材料,则没有这一引数。半导体材料的特性引数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别,更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下,其特性的量值差别。

为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体

只有纯净的本征半导体,才可能按设计者的需要制造出需要的器件。 如果有杂质,电晶体就无法实现可控的或关断。

一、半导体基本概念

1、半导体及其导电性能

根据物体的导电能力的不同,电工材料可分为三类:导体、半导体和绝缘体。

半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料,半导体的电阻率为10-3~10-9 cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。

半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别:当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化;往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时,会使它的导电能力具有可控性,这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。 2、本征半导体的结构及其导电性能

本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%,常称为“九个9”,它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。 3、半导体的本征激发与复合现象

当导体处于热力学温度0 K时,导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电,成为自由电子。这一现象称为本征激发(也称热激发)。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。

游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。 在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡,此时,载流子浓度一定,且自由电子数和空穴数相等。 4、半导体的导电机理

自由电子的定向运动形成了电子电流,空穴的定向运动也可形成空穴电流,因此,在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子(即载流子),这是半导体的特殊性质。空穴导电的实质是:相邻原子中的价电子(共价键中的束缚电子)依次填补空穴而形成电流。由于电子带负电,而电子的运动与空穴的运动方向相反,因此认为空穴带正电。

5、杂质半导体

掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体是半导体器件的基本材料。在本征半导体中掺入五价元素(如磷),就形成N型(电子型)半导体;掺入三价元素(如硼、镓、铟等)就形成P型(空穴型)半导体。杂质半导体的导电性能与其掺杂浓度和温度有关,掺杂浓度越大、温度越高,其导电能力越强。

在N型半导体中,电子是多数载流子,空穴是少数载流子。

多子(自由电子)的数量=正离子数+少子(空穴)的

数量

在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。

多子(空穴)的数量=负离子数+少子(自由电子)的

数量


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