[理学]1固态电子学.ppt

* * * * * * * * * * * * 1.7 掺杂半导体的迁移率和电阻率 掺杂会降低载流子的迁移率 例题1.5 1.7 掺杂半导体的迁移率和电阻率 例1.4 计算用施主浓度为 掺杂的硅的电阻率。 图1.8 ， 解： 1.7 掺杂半导体的迁移率和电阻率 例1.5 求电阻率为0.054 的n型硅片半导体的掺杂浓度 ， 迭代计算 顺序 （1/cm3） (1/V.s.cm) 1 2 3 4 5 6 1100 350 710 440 470 580 1.8 扩散电流 半导体中掺杂并非均匀！ 载流子浓度 高 低 载流子流向 形成扩散电流 正浓度梯度 载流子扩散 空穴电流 电子电流 n(x)或p(x) x O 与载流子扩散方向一致 与载流子扩散方向相反 1.9 总电流 半导体中存在两种电流： 漂移电流、 扩散电流 1.10 能带模型 能量 导带 价带 电子不允许呈现在 与 间的能量值 禁带宽度 最外层电子所在的能带 1.10.1 本征半导体的电子-空穴对 能量 导带 价带 T=0K 电子都在价带 导带无电子 温度升高 电子空穴对 动画对比 1.10.2 N型掺杂半导体的能带模型 能量 导带 价带 施主能级 + + + + + 留下带正电的离子 （不可移动） 动画对比 1.10.2 P型掺杂半导体的能带模型 能量 导带 受主能级 价带 动画对比 1.10.2 复合掺杂半导体的能带模型 能量 导带 受主能级 价带 施主能级 适当补充，串点成线； 小结 教学内容安排： 教学目标： 教学手段：多媒体、板书、教具 计算 ——分析 ——设计 教学方法： 弱化计算； 结合实践。 引导、 正反例对照、 总结 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第1章 固态电子学 1. 1 固态电子学材料 1. 2 共价键模型 1. 3 半导体中的漂移电流与迁移率 1. 4 本征硅的电阻率 1. 5 半导体掺杂 1. 6 掺杂半导体中的电子和空穴 1. 7 掺杂半导体的漂移电流与迁移率 1. 8 扩散电流 1. 9 总电流 1. 10 能带模型 教学目标： 认识半导体的特性 从工程角度实现对半导体性能的控制 将半导体用于制作电子器件。 递进 重点： 认识绝缘体、半导体和导体的特征电阻率； 掌握两种电荷载流子－电子与空穴的性质； 掌握本征载流子浓度的概念； 半导体中的施主和受主杂质； 了解半导体中的漂移和扩散电流。 难点： 半导体的共价键和能带模型。 能级带隙与本征载流子浓度的概念。 使用掺杂控制电子和空穴的浓度。 低场迁移和饱和速度的概念。 从电子技术应用的角度，这些知识仅需了解！ 1.1 固态电子学材料 材料 电阻率 （单位： ） 举例 绝缘体 钻石 导体 纯铜 半导体 硅 1.1 固态电子学材料 禁带宽度 固体中电子的能量并非连续取值，而是一些不连续的能带 导电----自由电子 导带----自由电子存在的能带 束缚电子跃迁到导带，从而成为自由电子，所需获取的最小能量 1.1 固态电子学材料 半导体 禁带宽度能EG(eV) 碳（金刚石） 5.47 硅 1.12 锗 0.66 锡 0.082 砷化镓 1.42 氮化镓 3.49 磷化铟 1.35 氮化硼 7.50 碳化硅 3.26 硒化镉 1.70 常见材料禁带宽度 大 禁