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半导体材料是一种特殊的固体材料。固体能带理论的发展对半导体的研究起到了重大的指导作用, 而半导体材料与技术的应用发展又对固体物理研究的深度与广度产生了相对的推进作用。 由于半导体中电子的运动可以是多样化的,其材料的性质与杂质、光照、温度和压力等因素有着密 切的关系。通过半导体物理的研究,可以进一步不断地揭示材料中电子各种形式的运动,阐明它们 运动的规律

经典力学对金属中电子的处理 特鲁特一洛伦兹金属电子论:金属体中的电子和分子气体一样,在一定温度下达到热平衡,电子气 体可以用确定的平均速度和平均自由程来描述。这样不考虑电子与电子之间、电子与离子之间的相 互作用,由此建立起来的是自由电子模型。 应用经典力学和电子气体服从经典麦克斯一玻尔兹曼统计分布规律,对金属中的电子进行计算

1.半导体电导率 在一般电场情况下,半导体的导电服从欧姆定律:j=E--为电导率 半导体中可以同时有两种载流子,将电流密度写成:j=nq+pqv ,分别为空穴和电子在外场下获得的平均漂移速度 —平均漂移速度和外场的关系:

PN结的构成:半导体材料的一部分是N型半导体材料,一部分是P型半导体材料型。 N结的性质:单向导电性。电流随电压变化的特性如图XCH007012所示

同质结:由同种半导体材料构成的N区或P区,形成的PN结。如将两块带隙宽度相同、掺杂不 同的半导体材料,在一定的条件下生长在一起形成同质结。 异质结:两种带隙宽度不同的半导体材料生长在同一块单晶上形成的结。 同型异质结:结的两边导电类型相同:NN,PP结 异型异质结:结的两边导电类型不相同:NP,PN结 对于异型异质结:两种材料的带隙不同

N型半导体中的主要载流子是电子,同时也有少量的空穴载流子,电子被称为多数载流子一一多子。 空穴被称为少数载流子一一少子。 P型半导体中的主要载流子是空穴,同时也有少量的电子载流子,空穴被称为多数载流子一一多子。 电子被称为少数载流子一一少子。 在热平衡下,半导体中的杂质电子,或价带中的电子通过吸收热能,激发到导带中(载流子的产生), 同时电子又可以回落到价带中和空穴发生复合(载流子的复合),最后达到平衡时,载流子的产生率 和复合率相等,电子和空穴的浓度有了一定的分布

2半导体二极管及其基本电路 2.1.1在室温(300K)情况下,若二极管的反向饱和电流为1nA,问它的正向电流为0.5mA时应加多大的电压?设二极管的指数模型为i=l(e\\7-1),其中n=1,Vr=26mV

4场效应管放大电路 4.1.1试从图4.1.5b的输出特性中,作出vs=4V时的转移特性

6.1.1某集成运放的一单元电路如图题6.1.1所示,T、T2的特性相同,且BJT的B足够 大,问:(1)T、T2和R组成什么电路?在电路中起什么作用?(2)写出Ie和Ie2的表达式。 设|Vm|=0.7V,Vc和R均已知。 解(1)T1、T2和R组成镜像电流源电路,在电路中作 为T3的恒流源负载,可提高放大电路的电压增益