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單元一 概 論 單元能力目標 評量標準及配分 能了解半導體元素有哪些? 能了解何謂半導體? 能了解電子的分類? 能了解相關的專有名詞? 能了解半導體元素有哪些(25分) 能了解何謂半導體(15分) 能了解電子的分類(30分) 能了解相關的專有名詞(30分) 一、重點整理 1.幾個重要的半導體元素 (1) Ⅲ族元素：硼(B)、鋁(Al) 、鎵(Ga)、銦(In) (2) Ⅴ族元素：磷(P)、砷(3) IV族元素：矽(Si)、鍺(Ge) 2.半導體是指導電率介於絕緣體與導體之間的物質，依其可分為依其可分為本質半導體與外質半導體兩種(1)純質半導體(intrinsic semiconductor)：又稱為本質半導體或內質半導體 它是一種未加任何雜質的純淨半導體。如：矽(Si)、鍺(Ge) (2)雜質半導體(extrinsic semiconductor)：又稱為外質半導體 在純質半導體中加入Ⅲ、Ⅴ族元素形成之，依加入雜質不同可分為P型和N型 3.電子的分類： (1)價電子：即圍繞原子核運轉之最外層軌道上的電子 (2)自由電子：最外層軌道上的價電子受光或熱激發，當吸收足夠大的能量而脫離原軌道自由自在運行，這些電子稱之 (3)束縛電子：原子內扣除價電子之內層軌道上的電子 4.導體中電子的結合方式為金屬鍵結合，半導體中電子的結合方式為共價鍵結合，絕緣體中電子的結合方式為離子鍵結合 八隅體學說：當原子的價電子數等於8個時會形成最穩定的狀態，電子結合必須滿足之 名詞解釋： (1)傳導帶：自由電子所存在的能階範圍，電子能自由移動，常簡稱稱為導帶，最低能階以Ec表示 (2)價電帶：價電子及電洞所存在的能階範圍，電子不能自由移動,常簡稱稱為價帶，最高能階以Ev表示 (3)禁 帶：為傳導帶及價電帶之間的能量差(間隔)，表示自價帶移一電子至導帶所須的能量或由導帶移一電子回到價帶所須釋放的能量,此區不能有任何電子，以Eg表示，公式為： Eg = Ec - Ev 7.電子伏特(eV):能量單位的一種，它是指一個電子通過一伏特電位差的電場所需要的能量，此單位用於電子能量的表示 1電子伏特 = (1.6*10-19庫倫 )( 1伏特) = 1.6*10-19焦耳 1焦耳 = 6.25*1018電子伏特 二、例題講解 1.純質半導體若摻入三價元素，則形成 型半導體，常用的元素為 、 、 、 。（評量1） 2.在純矽晶體中，加入磷元素，所形成的半導體稱為 型半導體。（評量2） 3.圍繞原子核運轉之最外層軌道上的電子稱為 。（評量2） 4.半導體中電子的結合方式為 結合。（評量3） 5.自由電子存在於物質的 帶。（評量3） 6.自價帶移一電子至導帶所須的能量或由導帶移一電子回到價帶所須釋放的能量,此區不能有任何電子，稱為 帶，以Eg表示。（評量4） 7.傳導帶和價電帶之間的能差稱為禁帶，何者禁帶最小 。（評量4） 8.電子伏特為 的單位，一個電子伏特(eV)等於 焦耳，反之1焦耳等於 電子伏特。（評量4） 三、練習題 1.純質半導體的元素為 、 。（評量1） 2.純質半導體內若摻入五價元素，則形成 型半導體，常用的元素為 、 、 。（評量1） 3.在純矽晶體中，加入鋁元素，所形成的半導體稱為 型半導體 。（評量1） 4.最外層軌道上的價電子受光或熱激發，當吸收足夠大的能量而脫離原軌道自由自在運行，這些電子稱為 。（評量2） 5.原子內扣除價電子之內層軌道上的電子稱為 。（評量2） 6.導體中電子的結合方式為 結合，絕緣體中電子的結合方式為 結合。（評量3） 7.當原子的價電子數等於 個時，會形成最穩定的狀態，此為 學說。（評量3） 8.電洞存在於物質的 帶，價電子存在於物質的 帶。（評量3） 9.自由電子所存在的能階範圍，電子能自由移動，稱為 帶，最 能階以Ec表示。（評量3） 10.價電子所存在的能階範圍，電子不能自由移動,常簡稱稱為 帶，最 能階以Ev表示。（評量4） 11.在半導體中其能隙為禁帶不大，能隙約 eV。（評量4） 12.用以決定一物體是