能级与能带有何不同.ppt

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3.1能级与能带有何不同？

固体的能带怎么形成的？

单个原子的能级是分立的，N个相距无限远的原子能级也是分立的，当固体中N个原子紧密排列时，由于原子间的相互作用，原来同一大小的能级这时彼此数值上就有小的差异。

同一能级就分裂成为一系列和原来能级很接近的仍包含N个能量的新能级。

这些新能级基本上连成一片形成能带。

3.2从能带结构来看导体、绝缘体、半导体有什么差异？

导体一般都有未被价电子填满的导带。

还有满带与空带重叠或导带与空带重叠的情形。

绝缘体和半导体在满带和空带之间都有一个无能级存在的禁带。

绝缘体的禁带宽度一般很宽，Eg约为36eV，半导体的禁带宽度较窄，Eg约为0.12eV。

3.3掺杂与加热均能使半导体的电导率增加，但二者有何不同?

以n型半导体为例,掺杂形成的杂质能级靠近导带底部。

比禁带宽度小得多。

在常温下这种杂质能级上的电子很容易被激发到导带中去，使导带中自由电子浓度增大，大大提高了半导体的导电性。

加热使满带中相当数量的电子被激发到空带中去，这些空带中的电子和相应满带中的空穴可参加导电，使半导体的电导率增加。

加热需使电子跃过禁带。

Eg约为012eV掺杂杂质能级与导带底部之间的能量差约为10-2eV显然掺杂对半导体导电率的影响较大。

3.4本征半导体与杂质半导体导电机构有何不同？

本征半导体中导带中的电子与满带中的空穴数相等。

本征半导体的导电机构是电子与空穴并存，所以它有电子导电性同时具有空穴导电性。

掺施主杂质的半导体主要靠电子导电，称为电子型半导体或n型半导体,n型半导体中导带中的电子数远大干满带中的空穴数。

掺受主杂质的半导你读者可自行讨论。

3.5本征半导体掺何种杂质即可成为n型半导体，它的多数载流子是什么？

又怎样成为p型半导体它的多数载流子是什么?

掺入五价的锑（Sb）或磷（P）原子作为杂质，即可成为n型半导体。

多数载流子是电子。

掺入三价的硼（B）或铟（In），可形成P型半导体，这时多数载流于是空穴。

3.6p-n结为何有单向导电性？

pn结具有单向导电性。

该结论读者应该知道。

但要把结论讲解清楚，需要相当的篇幅。

请读者参阅物理（工）教材P512P514,从中找到答案。

3.7太阳能电池的基本机理是什么？

太阳能电池以n型硅半导体作基体，再用掺杂的方法在其表面制作一层薄的p型半导体就构成一个硅太阳能电池,它实际上是一个大面积的p-n结，如囹14-1所示。

p型硅的外层表面做得很大，为的是达到最大限度接受太阳的辐照面积。

当入射光子的能量大于禁带宽度时在p型硅中产生电子空穴时，由于扩散作用,p区光生电子进入n区边缘积累。

p型硅的厚度做得很薄，是为了使得光子所激发的电子在与空穴碰撞而复合前就能够穿过p-n结。

随着电子从p型区流经p-n结而到达n型区，使p区相对n型区有一电势差，电势由p型向n型方向减小。

这样p型区的电极成为电池的正极；n型区的电极成为负极，p-n结就把光能转换成了电能，是一个太阳能电池。

3.8晶体三极管怎么有电流（电压）放大作用？

同3.6题，请读者参阅物理（工）教材P515-P516,