电子科学与技术专业英语译文样本Word格式.docx

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电子在一半导体有三个自由度；

她们能在三度空间空间内活动。

因而，电子动能可以由方程（1-13）得到。

Mn是电子有效质量和Vth是平均热运动速度。

在室温（300K）那热速度是对于硅和砷化镓来说大概为107cm/s。

P17在半导体电子因而在各个方向迅速地移动。

作热运动单一电子可以形象当做是原子晶格或杂质原子或其她散射中心碰撞产生持续随后散射。

就像1-7所阐述。

电子随后运动在一种足够长电子周期内会产生一种净位移。

碰撞平均距离为平均自由程，碰撞平均时间为平均自由时间。

平均自由程典型值为**，平均自由时间为1ps.

当一种小电场E外加在半导体样品，每电子会经历从那领域一种力-qE，并且在此碰撞期间，会被沿着场方向加速。

因而，一此外速度成分将会是重叠在那电子热运动之上。

这个此外分量叫作漂流速度。

由于随意热运动产生电子组合转移和漂流物分量如Flgurel_7（b）所示.注意到，与外加电场方向相反电子一种净余换置。

P18咱们能获得漂流物速度v，藉由使冲量（力量x时间）相等于，在相似时间内，加载在电子在那期间自由飞行碰撞动量。

相等是有依照，在一定稳态所有碰撞得到冲量是丧失在对碰撞晶格里。

外加电子冲量是-qEt，得到动量是mnvn，咱们得到（1-14）或（1-14a）.

方程1-14a表白电子漂流物速度是外加电场成比例，比例因素倚赖于平均自由时间和有效质量。

那比例因素叫做电子迁移率。

P19迁移率对于载流子转移来说是一种非常重要参数,由于它描述了电子受外加电场影响限度,可以写一种相似表达式对于价带中空穴来说Vp是空穴迁移电压u是空穴迁移率在eq中负号没了,由于空穴在补偿方向上转移和电场方向是同样。

P201-15迁移率在碰撞中和平均自由时间成正比,它是轮流由各种散射机制决定,最重要两种机制是由于在绝对零度以上任何温度晶格热振动晶格散射机制和杂质散射机制.

这些振动影响了晶格周期势能和容许在载流子和晶格当中能量.由于晶格振动随着温度增长而增长,晶格散射在高温下在统治地位,因此迁移率随着温度增长而增长,理论分析表白迁移率油晶格散射决定,它在比例温度中会增长

杂质散射是由于当一种带电载流子通过了电离掺杂杂质时发生,带电载流子程将会偏析,是由于库仑力吸引.杂质散射几率依赖于电离杂质浓度,也就是说,正离子和负离子中和,但是,不想晶格散射那样,杂质散射变在高温下变得不这样明显,在高温时,载流子移动加快,它们在短时间内依然在杂质原子附近因此有效散射减少了.由杂质散射引起迁移率变化u在理论上为…t是总杂质浓度.

发生在单位时间里碰撞几率是所有碰撞几率和由于各种散射机制.

P20被测量硅在五种不同受主浓度下是温度函数电子迁移率已经给出,插图表白了理论上依赖于电子迁移率温度由于晶格和杂质散射,对于轻掺杂样品,晶格散射起重要作用,对于重掺杂试样,低温下杂质散射非常明显,迁移率随着温度增长而增长,咱们看看一种给定温度下掺杂浓度为…试样,迁移率随着温度增长而增长,由于提高了杂质散射

被测量在硅和GaSn中迁移率作为室温下杂质浓度一种函数已经给出,迁移率在低浓度下到达一种最大值,这相称于晶格散射限制,电子和空穴迁移率随着杂质浓度增长而减少,最后在高浓度下到达一种极小值,注意电子迁移率比空穴要大诸多,重要由于很小有效质量.

P201.2.2在前面章节中，咱们以为漂移电流就是在提供一种电场状况下载流子运动。

如果在半导体材料中载流子浓度有一种空间变化，会产生另一种重要电流分量，就是载流子倾向于从一种高浓度区域运动到一种低浓度区域。

这个电流分量称为扩散电流。

P20要理解这个扩散过程，让咱们先假设一种电子密度在X方向发生偏离。

半导体在均匀温度下，因而电子平均热能没有跟随X发生偏离，只有密度n（x）发生偏离。

咱们应当考虑在单位时间和空间内通过x=0面电子数目。

由于限定温度，电子有具备一种热速度v和一种平均自由程l随机热运动。

（注意l=vthr，ro是平均自由时间）电子处在x=-l位置，即在左边一种平均自由程，具备相似几率向左或向右运动；

在一种平均自由时间内，一半时间就可以运动通过x=0面。

由于每个电子都带有一种电荷q，因此载流子运动形成一种电D，~v~lis称为扩散系数。

扩散电流是和空间衍生电子密度成正比。

扩散电流是由浓度梯度中随机热运动推导出来。

电子密度随x增长，梯度是正，电子会向x负方向扩散。

电流是正，其流动方向和电子相反。

P211.2.3在热平衡中pn=n~关系是有效，如果非平衡载流子被输入到一种半导体中使得，咱们就有一种不平衡状态。

输入非平衡载流子过程叫做载流子掺杂。

咱们可以用涉及光激发和正向偏置一种pn结各种办法掺杂载流子。

在光激发状况下，咱们向一种半导体照一束光。

如果光中光子能量不不大于半导体中禁带能量，光子会被半导体吸取并且有一种电子空穴对产生，h是普朗克常量，v是光频率。

光激发提高了电子和空穴浓度高于它们平均值。

这些外加载流子成为非平衡载流子。

P22非平衡载流子量值和决定掺杂限度多子浓度关于。

咱们应当用一种例子来阐明掺杂限度意思。

多子浓度近似等于施主浓度，少子浓度来自p~o=n~/n~0~=1.45~105。

在这个符号中，第一种下标指半导体类型，下标o指热平衡条件。

因而，单独说，在平衡条件下n型半导体中n~op~o表达电子和空穴浓度。

P24-25当咱们引进两类（例如，光激发）非平衡载流子到半导体，非平衡电子浓度必要等于非平衡孔穴浓度由于电子和空穴成对产生.如图1-8（b）所示，增长少数载流子到10，因而，空穴浓度增长了七个数量级，在同一时间，咱们增长大多数载流子向半导体。

然而，这非平衡电子浓度是微乎其微相比原电子浓度。

，多数载流子浓度比例变化只有百分之一。

此条件下，非平衡载流子浓度相对于杂质浓度是很小，即^n=^p<

<

ND,称为低层注入。

P25图l-8展示高层注入例子.由于掺杂浓度关系使被注射非平衡载流子数量是可相称于或不不大于载流子数量,在这种状况下,这个注入载流子浓度也许会压倒平衡时多数载流子浓度.P型相称于n，就像图中所示。

高档射入有时候在设备操作中遇到。

然而，由于在解决过程中复杂性，咱们重要对低注入感兴趣.

1.2.4产生和复合过程

每当这热平衡状况被打破时。

在非平衡载流子被射入状况下，恢复平衡原理是被注射少数载流子和多数载流子复合。

依照再结合过程本质,复合过程所释放出能量可以作为光子或热量发散到晶格。

光子散发时过程叫做辐射性再结合,否则叫做非辐射性再结合。

P25-26复合现象可以分为直接和间接复合过程.也可叫做带对带复合,在直接能带隙半导体中直接复合占只配地位，譬如砷化镓.在间接能带隙半导体中通过能带隙复合中心间接复合占优势，也可叫做带对带复合，譬如硅.

P26-27）直接复合

考虑一种半导体直接能隙是在热平衡状态下。

某些原子间共价键被打破是由原子晶格持续热振动引起。

当一种共价键被打破，电子和空穴就会成对浮现。

依照能带图，热能可以使电子由价带向上跃迁到导带同步留下一种空穴在价带上。

这个过程被称为载流子产生，同步也被描述为形成率Gth（每立方米每秒钟产生电子和空穴对数量）如图1-9（a）所示。

当一种电子从导带跃迁到价带，一对电子与空穴对就会消失。

这个反过程就称为再结合；

它被描述为再结合率Rth如图1-9（a）所示。

在热平衡条件下，形成率Gth必要与再结合率相等以至于载流子浓度保持不变，同步pn=ni2也继续成立。

P27当载流子浓度过度时就引入一种直接能隙半导体，这在电子和空穴将再直接复合时是很有也许，由于导带底和价带顶是整队和没有足够跃迁过能隙额外晶体动力。

直接复合率R被表达为与价带中空穴数量比例；

那就是：

R=？

？

np

P27-28其中？

是比例常数。

同步讨论前面，在热平衡条件下再结合率必要与形成率平衡。

因而，在n-型半导体中，有：

Gth=Rth=Bnnopno

P28其中nno和pno分别描述为电子和空穴在热平衡时在n-型半导体中密度。

当咱们用光照射在半导体上就会产生电子空穴对时速率GL（图1-9（b）），载流子浓度就会超过平衡值。

因而，纯粹再结合率是与少数载流子浓度均衡。

明显地，在热平衡下U=0。

比例常数1/？

nno被称为寿命时间rp过剩少数载流子。

物理意义毕生，最能阐明瞬态响应这一装置是在突然除去光源。

考虑一种n-型样本，如图1-10（a）所示，

这是用光来照射产生电子-空穴对通过产生率GL均一地分布在整个样品中。

图1-10（b）显示出空穴浓度随时间变化。

少数载流子再结合是以多数载流子和指数衰减与时间常数rp相相应。

上述案例阐明，其重要思想测量载流子寿命用光电办法。

图1-10（c）展示出机械装置。

剩余载流子，通过光脉冲产生均一地分布在样品中，引起瞬间增长电导率。

增长导电率体现了自身所下降电压通过抽样时当有恒电流通过它时。

衰变导电性能可以通过一种示波器来测量剩余少子寿命时间。

P291.3PN结

大多数半导体器件都包括1个P型和N型结.这些PN结是主线功能体现如整流,增幅,开关,和此外某些电路元器件.在这里咱们应当讨论PN结平衡态和在稳态和不稳态下,通过PN结电子和空穴流动.

P301.3.1平衡态

在这里咱们咱们但愿建立有效PN结数字模型和对它性质定性理解。

在这个PN结之间一定存在某些规律,通过完整数学解决将使简朴PN结活动物理特性难理解；

另一方面，在记录时，一种完整定性分析将没用。

当忽视那些轻微增长解决办法小现象时，将能分析描绘数学模型PN结。

PN结数学模型简化了结突变状况，像一种明显均匀P参杂在一边N参杂在另一边结。

这种模型体现出来PN结较好；

扩散型结是缓慢变化（在结其中一边Nd-Na变化超过一种很大范畴）。

结理论基本观念是研究变化结，咱们能作恰当修正把理论推广到不同PN结。

在这些讨论中，咱们假定一维地流入横截面一致样品。

P30-31在这个截面中，咱们研究稳态变化结（外部没电场和内部没有电流）。

咱们发当前结两边参杂不同导致在两种材料之间电位差。

这是理论成果，由于咱们以为某些电荷在p材料和n材料之间扩散。

此外，由于电子和空穴漂移和扩散，咱们发现通过结电流有4某些。

在平衡态这4某些没有静电流。

但是，由于结偏压增长导致电场增大，导致静电流。

如果咱们明白这本质是这4中电流构成，无论有无偏压，一种合理PN结理论都成立成立。

P31让咱们研究p型半导体材料和n型半导体材料个别区域，将其一起形成一种结点（图形1-11）。

这局限性以形成一种设计，但它可以容许咱们去发现均衡结点规定。

在它们参加之前，一种n型材料有高浓度电子和某些空穴，反之相反事物就是P型材料。

在加入二个区域基本上，咱们以为会发生载流子扩散，由于大量载流子倾向于结点。

因而空穴从p极向n极扩散，电子从n极向p极扩散。

由于扩散，电流不能不拟定地增大。

如果二个区域是装着红色空气