大学物理第五版下册1512半导体

第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版1一一 固体的能带固体的能带ee+s1s2p2完完 全全 分分 离离 的的 两两 个个 氢氢 原原 子子 能能 级级ee+s1s2p2BA 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版2OEr 两个氢原子靠两个氢原子靠得很近时的能级分裂得很近时的能级分裂s1s2p2OErs1s2 六个氢原子靠六个氢原子靠 得很近时的能级分裂得很近时的能级分裂OEr 固态晶固态晶 体的能带体的能带s2 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版3 每个能级有每个能级有 个个量子态量子态)12(2l 每个能级容纳每个能级容纳 个电子个电子)12(2l 每个能带容纳每个能带容纳 个电子个电子Nl)12(2 金属钠的各金属钠的各 能带上电子的分布能带上电子的分布s 1s2p2s3p3N2N2N6N 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版4实验表明实验表明:一个能带中最高能级与最低能级之间一个能带中最高能级与最低能级之间的间隔一般不超过的间隔一般不超过 的数量级的数量级,由于由于原子数原子数 的数量级为的数量级为 ,所以一个所以一个能带中相邻能级间间隔约为能带中相邻能级间间隔约为 eV102N319mm10eV 10eV/101017192 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版5晶晶 体体 的的 能能 带带EgE禁禁带带gE禁禁带带导导带带 价带价带（非满带）（非满带）空带空带 价带价带（满带）（满带）导导带带 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版6导导 体体 半半 导导 体体 绝绝 缘缘 体体电电 阻阻 率率m)(温度系数温度系数禁禁 带带价价 带带481010正正非满带非满带841010负负较较 小小满满 带带2081010负负较较 大大满满 带带导体、半导体和绝缘体的比较导体、半导体和绝缘体的比较 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版7二二 本征半导体和杂质半导体本征半导体和杂质半导体1 1 本征半导体：纯净的无杂质的半导体本征半导体：纯净的无杂质的半导体gE导带导带禁带禁带满带满带ee空穴空穴电子电子锗晶体中的正常键锗晶体中的正常键eGeGeGeGeGeGeGeGeG电子被激发，晶体中出现空穴电子被激发，晶体中出现空穴eeeGeGeGeGeGeGeGeGeG 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版82 杂质半导体杂质半导体 电子型（简称电子型（简称 n 型）半导体型）半导体价价带带导导带带施主能级施主能级施主能级施主能级iSsAe五价原子砷掺入四价硅中，多余的五价原子砷掺入四价硅中，多余的 价电子环绕离子运动价电子环绕离子运动sAiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiS 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版9 空穴型（简称空穴型（简称 p 型）半导体型）半导体eGeGeGeGeGBeGeGeGeGeG空穴空穴 三价原子硼掺入四价锗晶体中，三价原子硼掺入四价锗晶体中，空穴环绕空穴环绕 离子运动离子运动B价价带带导导带带受主能级受主能级受主能级受主能级 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版10三三 pn 结结p nUIp nUIUIpn 结结 的的 伏伏 安安 特特 性性 曲曲 线线 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版11eeeep np 偶电层偶电层 n-+0 x空穴空穴电子电子0Ux0 x动平衡时动平衡时 p 型与型与 n 型接触区域的电势变化型接触区域的电势变化 第十五章第十五章 量子物理量子物理*15-12 15-12 半半 导导 体体 物理学物理学第五版第五版12四四 光生伏特效应光生伏特效应Pneeee光光ee 这种由光的照射，使这种由光的照射，使 pn 结产生电动势结产生电动势的现象，叫做光生伏特效应的现象，叫做光生伏特效应.