物质的导电性和半导体的导电性知识要点一物质的导电性1金属中的电流金属导体内的电流强度与自由电子的平均定向运动速率有关则由上式可估算出电子的定向运动速率是很小的一般为数量级与电子热运动的平均速率(约数量级)和电的传播速率(即电场的传播速率为)不能混为一谈2液体中的电流(1)液体导电包括液态金属导电与电解质导电两种电解质导电与金属导电的机理不同固态金属导电跟液态金属(如汞)导电的载流子是自由电子在导电
1是导体的电阻4142023是电子电量4142023414202310§ 载 流 子 的 散 射The Scattering of Carriers14载流子在电场作用下沿电场方向(空穴)或反方向(电子)定向运动这就是漂移运动1719空穴Ni越大载流子遭受散射的机会越多温度T越高载流子热运动的平均速度越大可以较快地掠过杂质离子偏转就小所以不易被散射格波能量增加 时
半导体的导电特性 P型半导体与N型半导体的特征 PN结及其单向导电特性重点内容1一半导体的导电特性价电子4空穴自由电子abc444444444 共价键的两个价电子 (a)硅和锗原子的简化结构模型 (b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生
半导体的特性:光敏特性热敏特性掺杂特性杂质半导体分为N型半导体和P型半导体N型半导体的元素是4价硅P型半导体元素是3价硼N型半导体多子是电子P型半导体多子是空穴PN结的单向导电性:正向导通反向截止三极管按结构分可分为:PNPPNP型三极管由集电极c基极b发射极e组成三极管的工作区域:截止区(集电结反偏发射结反偏)放大区(发射结正偏集电结反偏)饱和区(集电结正偏发射结正偏)电压关系:NPN:UC>U
玻耳兹曼方程 半导体处热平衡状态(无外场作用温度均匀)据费米分布能级E(k)被电子占据概率为:对非简并导体玻耳兹曼方程图给出锗和硅的平均漂移速度 与电场强度E的关系低场1mn d2 Ed2 k
不满带:对被电子部分填充的能带情况电子对称地占据能量较低的状态如下图(a)所示没有外电场作用时不呈现出电流6在一定温度下共价键上的电子e挣脱了价键的束缚进入到晶格空间中成为准自由电子这个电子在外电场的作用下运动而形成电子电流.单位西门子米(Sm或Scm )令: 漂移运动 迁移率与电导率17空位 载流子的散射 载流子的散射25复习题:复习: 迁移率的简单理论分析(4-28) 设沿x方向施加电场E
五、半导体的磁学性质 ? 霍尔效
电路探秘2什么情况下电路中会产生电流导线思考:电路中只接电流表而不连接小灯泡是否可以发光1.干木棒和湿木棒导电能力一样吗2.插头被氧化后导电能力会变吗为什么不同物质的导电能力不一样呢几乎没有自由电荷原子绝缘体硅 锗(zhě)电阻4一段金属丝的电阻 为20000Ω= kΩ= MΩ科索沃战争中北约发言人吹嘘有控制南联盟的电力开关
第四章 半导体的导电性重点:半导体的迁移率电导率电阻率随温度和杂质浓度的变化规律载流子的散射概念了解迁移率的本质载流子散射的物理本质(定性结论)电导率弱电场情况下电导率的统计理论第四章 半导体的导电性 4.1.1 复习欧姆定律:4.1 载流子的漂移运动和迁移率 欧姆定律不能说明导体内部各处电流的分布情况. 半导体中 一般电流分布在截面各处并不均匀 流过不同截面的电流强度可能不同
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