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l        为什么位错(线)不能终止于晶体内部,而一定会在表面露头?

观察内容的选择,我本着先静后动,由近及远的原则,有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的,能理解的观察内容。

随机观察也是不可少的,是相当有趣的,如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等,孩子一边观察,一边提问,兴趣很浓。

我提供的观察对象,注意形象逼真,色彩鲜明,大小适中,引导幼儿多角度多层面地进行观察,保证每个幼儿看得到,看得清。

看得清才能说得正确。

在观察过程中指导。

我注意帮助幼儿学习正确的观察方法,即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察,观察与说话相结合,在观察中积累词汇,理解词汇,如一次我抓住时机,引导幼儿观察雷雨,雷雨前天空急剧变化,乌云密布,我问幼儿乌云是什么样子的,有的孩子说:

乌云像大海的波浪。

有的孩子说“乌云跑得飞快。

”我加以肯定说“这是乌云滚滚。

”当幼儿看到闪电时,我告诉他“这叫电光闪闪。

”接着幼儿听到雷声惊叫起来,我抓住时机说:

“这就是雷声隆隆。

”一会儿下起了大雨,我问:

“雨下得怎样?

”幼儿说大极了,我就舀一盆水往下一倒,作比较观察,让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。

雨后,我又带幼儿观察晴朗的天空,朗诵自编的一首儿歌:

“蓝天高,白云飘,鸟儿飞,树儿摇,太阳公公咪咪笑。

”这样抓住特征见景生情,幼儿不仅印象深刻,对雷雨前后气象变化的词语学得快,记得牢,而且会应用。

我还在观察的基础上,引导幼儿联想,让他们与以往学的词语、生活经验联系起来,在发展想象力中发展语言。

如啄木鸟的嘴是长长的,尖尖的,硬硬的,像医生用的手术刀―样,给大树开刀治病。

通过联想,幼儿能够生动形象地描述观察对象。

【答】位错是线状缺陷,是晶体的已滑移区与未滑移区的交界线(两个滑移面只能相交于一条线);滑移面是一定的晶面,晶面发生滑移时不可能停止在晶体内部,即不能只有晶面的一部分滑移(否则能量太高)。

因此作为滑移面的交线——位错线也就不可能终止于晶体内部。

我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。

为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?

吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:

“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!

”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。

特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:

提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。

知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。

根本原因还是无“米”下“锅”。

于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。

所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。

要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。

不过,有一种环状的位错——位错环可以完全处在晶体内部;只是位错环的内、外分别是已滑移区和未滑移区。

唐宋或更早之前,针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目,其相应传授者称为“博士”,这与当今“博士”含义已经相去甚远。

而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者,又称“讲师”。

“教授”和“助教”均原为学官称谓。

前者始于宋,乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者;而后者则于西晋武帝时代即已设立了,主要协助国子、博士培养生徒。

“助教”在古代不仅要作入流的学问,其教书育人的职责也十分明晰。

唐代国子学、太学等所设之“助教”一席,也是当朝打眼的学官。

至明清两代,只设国子监(国子学)一科的“助教”,其身价不谓显赫,也称得上朝廷要员。

至此,无论是“博士”“讲师”,还是“教授”“助教”,其今日教师应具有的基本概念都具有了。

l        skai20082009问:

半导体的平均电离能和禁带宽度的区别怎样?

(例如,硅的禁带宽度是1.12eV,平均碰撞电离能为3.62eV。

【答】这个问题与本征激发的机理有关,因为电离的本质就是本征激发。

禁带宽度是指利用热激发产生载流子,即热电离,所需要的平均能量。

在室温下,载流子的平均热运动能量(kT)约为0.026eV,但由于它们遵从着一定的能量分布规律,则也可以有少量的电子从价带跃迁到导带、而产生出本征载流子——热电离。

其它形式的电离,如强电场引起的碰撞电离或者其他粒子激发所产生的电离,这些电离所需要的能量就要高于禁带宽度;因为这样产生出来的电子、空穴还具有一定的动能和动量,则能量和动量守恒的要求,就使得它们的电离能至少要比禁带宽度大一倍半多。

半导体的雪崩击穿电压就决定于这种平均碰撞电离能(对Si,约为3.62eV)。

这里讲的电离,实际上都是价电子从价带跃迁到导带的一种效果,也就是产生载流子的一种作用。

因为价电子并不能在整个晶体中自由运动,则不能导电;只有变成为导带的自由电子之后,即已经摆脱了原子实的束缚、并离开了它所属的的原子实之后,才可在整个晶体中运动,即为载流子(留在价带中的空位也是载流子——空穴)。

l        cookieyan90问:

在极性半导体中,对载流子的散射,为什么主要是纵光学波、而不是横光学波?

【答】导致散射载流子的根本原因是晶体周期性势场之外的附加势场(势能)。

在极性半导体中,因为纵光学波能够产生局部正、负电荷的积累,即能够形成局部电场,从而可造成电子势能在空间上的变化——附加势能,所以能够散射载流子。

而横光学波在半导体中不能产生局部正、负电荷的积累,即不能形成局部电场,从而不能造成电子势能在空间上的变化,即不产生附加势能,所以不散射载流子。

l        airboy006问:

为什么半导体发光器件常用直接带隙半导体材料制作?

【答】因为直接能隙半导体材料的载流子辐射复合几率很大,而间接带隙半导体则否。

由于直接能隙半导体材料中的电子、空穴复合时,没有动量的改变,则不需要第三者参与,故复合给出的能量都可以发光的形式释放出来——发光强度大。

但是对于间接能隙半导体中的电子、空穴的复合,有动量的改变,则必须要有第三者(主要是声子)参与(这才能满足动量守恒定律),故必将有很大一部分能量被第三者携带走了,即几乎成为了非辐射复合,从而就几乎不能发光、或者发光强度非常低。

所以发光器件常常采用发光强度较大的直接带隙半导体材料来制作。

(注:

实际上,有的间接带隙半导体材料也可以用来制作发光器件,例如GaP;虽然GaP是间接带隙半导体,但若在其中掺入一点所谓等电子杂质之后,即可大大提高其发光效率。

l        ljl憨问:

如何理解绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近?

【答】只有对于金属中的简并电子,才是绝对零度时和常温下的平均动能十分相近。

因为当温度升高时,只有Fermi能级附近(2kT)范围内的电子才能发生状态的变化,能量有所增大,其余大多数电子的状态、因而能量并无改变,所以总的动能的变化也就不大——相近。

但是,对于一般的半导体而言,情况将有所不同!

因为这时有可能发生本征激发。

l        sunjun2012问:

半导体中的载流子为什么通常都可以把它们看成是具有一定有效质量的经典粒子?

【答】在外场变化剧烈、其波长不能远大于晶格常数的话,就需要考虑电子的量子效应了,经典近似即失效。

而对于晶体中的电子,一般都满足该经典近似条件,故可以采用有效质量概念。

实际上,能够采用有效质量,也就是意味着电子的能量与其速度或者波矢的平方成正比(抛物线关系)——电子是经典自由粒子。

但是也不是所有的能带电子都能够使用有效质量,实际上只有对于处在能带极值(导带底和价带顶)附近的电子和空穴才可以(能量与波矢之间存在抛物线关系),而对于能带中部处的载流子,因为能量很高,偏离了抛物线关系,有效质量没有意义。

这就意味着,只有能带极值附近的电子才可以看作为经典自由电子。

l        lianmushui问:

半导体中有效质量无限大有什么物理意义?

【答】有效质量是用来把晶体电子经典化的一个物理量,只有对能带极值附近的电子才有效——这些电子具有一定的有效质量;而对能带中部的那些电子,并不能当作为经典电子,故这时有效质量为无穷大——有效质量无意义。

总之,有限值的有效质量只能应用于能带极值(能带顶和能带底)处的电子;而无穷大的有效质量实际上不存在、也没有意义。

l        yumengyao720问:

不同厚度、不同掺杂类型的半导体材料的光吸收系数都相同吗?

【答】不同厚度、不同掺杂类型、不同密度、不同表面状况等的半导体材料,它们的光吸收系数都不相同。

顺便说一句,因为光吸收系数与材料的介电常数虚部直接有关,所以不同厚度、不同掺杂浓度和不同密度的材料,其介电常数也将不相同。

l        杂质在半导体中的主要作用有哪些?

【答】①施主和受主:

提供载流子;②重金属杂质:

形成产生、复合中心,影响少数载流子寿命;③电离杂质:

形成散射载流子的中心,影响载流子的迁移率和扩散系数;④过多的杂质会产生沉淀,导致缺陷和复合中心以及散射中心等;⑤杂质会改变半导体的折射率和介电常数;⑥某些杂质可影响半导体的力学、化学性质;⑦等电子杂质:

可以提高间接能隙半导体的发光效率。

l        1002898748问:

对半导体性能都有很大影响的外界因素有哪些?

【答】对半导体性质影响最大的是温度:

禁带宽度与温度有关;载流子浓度更是与温度有关;载流子迁移率也与温度有关;半导体的体积等也与温度有关(热膨胀)。

光照影响:

产生非平衡载流子,引起光电导等。

压力影响:

产生压阻效应等。

接触影响:

形成p-n结、金属-半导体接触等。

电场影响:

产生表面或者体内场效应,产生场致发射等。

磁场影响:

Hall效应等。

(半导体的Hall效应远大于金属。

气氛影响:

表面状态与气氛有很大关系。

l        造成半导体器件热不稳定性的重要因素是什么?

【答】从半导体的根本性质上来说,造成半导体器件热不稳定的重要因素主要有两个:

(1)半导体禁带宽度与温度有关(一般,随着温度的升高而减小);

(2)载流子浓度与温度有关,特别是少数载流子浓度与温度有很大的关系——随着温度的升高而指数式增大。

载流子浓度与温度的关系决定于杂质电离和本征激发两种过程。

由于这两个因素,就使得半导体器件的工作电流和压降等重要特性,将随着温度而有不同程度的变化。

l        star2002sun问:

当晶体管的发射结反偏、集电结正偏时,该晶体管处于何种状态?

【答】为反向放大状态,但是因为晶体管结构的关系(发射结面积小于集电结面积),这时的电流放大系数很小,故一般不用;只是在某些特殊情况下才会用到。

l        温度升高时,为什么会导致晶体管的发射结电压降低?

【答】晶体管的发射结正向压降与发射结的势垒高度直接有关,势垒越低,电压就越小。

当温度升高时,半导体的Fermi能级都要向禁带中央移动,同时禁带宽度也变窄。

而晶体管发射结的势垒高度是等于两边的p型和n型半导体的Fermi能级之差,则随着温度的升高,势垒高度降低,从而导致发射结的正向压降减小。

l        在制作集成电路中的双极型晶体管时,为什么n型集电区的引线孔区域要重掺杂?

【答】因为晶体管集电区的电阻率较高(为了满足较高击穿电压的要求),当金属与这种高阻半导体接触时就会形成整流的Schottky接触,而不是Ohm接触。

因此,通过重掺杂来使得集电极的金属-半导体接触的势垒厚度很薄,以致能够产生隧道效应,从而破坏了Schottky接触的整流性能,故获得了Ohm接触。

l        双极型器件可以通过并联来增大电流吗?

【答】原则上不可以直接并联。

因为p-n结二极管、BJT和可控硅等双极型器件,其电流具有正温度系数;如果直接并联的话,就容易产生电流分配的不平衡,造成温升的不同,则很容易被烧坏。

如果实在需要并联的话,可以在每一个器件上都串联一个平衡电阻之后,再进行并联;不过这样并联之后,就会额外多消耗一些能量。

l        怎样区分BJT的饱和导通与放大导通状态?

【答】在BJT饱和导通状态时,输出集电极电流等于常数(即不与基极电流成正比,而只决定于负载电阻和电源电压),这时输出电流不受输入端电压和端电流的控制;并且这时集电极输出电压近似为0。

在放大导通状态时,输出集电极电流比例于基极电流,比例系数就是电流放大系数;这种状态的输出电流可以通过输入电压或者基极电流来控制。

这时若进一步增大输入电流,即可使晶体管进入到饱和导通状态。

l        wusee4556问:

半导体薄膜能不能采用直流磁控溅射来制备?

【答】不能采用磁控溅射来制备半导体薄膜,有两个方面的原因:

①因为半导体材料的导电性能一般都不好,则当采用直流磁控溅射时,会在靶面形成很高的电压、很小的电流,很容易产生灭弧,使得溅射难以进行下去。

因此,直流磁控溅射一般是用来制备金属薄膜。

②因为半导体薄膜通常要求是完整性很好的晶体,而直流磁控溅射是一种非平衡的晶体生长技术,得到的是多晶薄膜,难以得到很好的晶体(除非再进行若干步骤的热处理),所以不能用来制备半导体薄膜。

l        dowgula问:

新型半导体材料AlN的晶格结构与物理特性怎样?

【答】AlN的晶格结构是铅锌矿结构(六方对称性的晶体)。

物理特性:

比重3.32g/cm3;熔点2750℃;相对介电常数8.5(静态),4.6(高频);具有直接跃迁能带结构;禁带宽度6.2eV;........等。

l        chrisiguy问:

半导体器件温度升高为什么会失效?

【答】关键是任何半导体器件都存在一个最高工作温度,该温度由两个方面的因素来决定:

一是半导体本征化,二是器件性能劣化。

一般,最高工作温度主要受限于半导体的本征化温度。

任何型号的半导体在高温时都将转变为本征半导体——本征化,结果使得p-n结消失;而现在几乎所有的器件都有p-n结(MOS器件中也有源、漏p-n结),因此高温时半导体器件会失效。

对于某些半导体器件,在还没有出现由于半导体本征化而引起的失效时,器件性能就已经劣化到不能使用的程度了(例如反向电流大大增加),那么这时器件的最高工作温度还将有所降低。

l        asdf89521问:

晶闸管与二极管在外特性上有什么区别?

【答】晶闸管与二极管在外特性上的主要区别,就是晶闸管具有正向阻断功能,即正向电压下存在两个状态——正向小电流、高电压状态和正向低电压、大电流状态,利用这两个状态即可实现开关功能。

而一般的二极管,正向特性是指数式上升的低电压、大电流状态,不存在负电阻所造成的阻断状态。

l        uil315问:

电介质材料中的压电性、铁电性与热释电性是如何产生的?

这三种材料从晶体结构的角度看有何特点?

【答】压电晶体的结构是不具有对称中心。

铁电晶体也具有压电性,它的晶体结构也不具有对称中心;铁电体一定是离子性晶体,是具有自发极化的一种压电体,但并不是所有的压电体都是铁电体。

热释电体也是一种压电体,晶体结构同样不具有对称中心;温度变化可以引起极化强度改变,但不一定所有的压电体都是热释电体,有的铁电体也是热释电体。

总之,压电体、铁电体和热释电体都是不具有对称中心的晶体。

l        仁然晴好881437问:

以Si为例,CZ、FZ晶体生长技术有何异同?

【答】CZ是直拉法,就是首先把多晶硅置于坩埚内加热熔化,然后采用小的结晶“种子”——籽晶,再慢慢向上提升、结晶,获得大的单晶锭。

FZ是水平区域熔化生长法,就是水平放置、采用感应线圈加热、并进行晶体生长的技术。

这种方法很容易在区域提纯的基础上来进行晶体生长。

l        FPP198715问:

为什么FET共源放大电路的电压增益要比BJT共射放大电路的小得多?

【答】主要是由于BJT的跨导很大。

因为BJT的输出电流与输入电压之间有指数函数的关系,所以很小的电压变化即可引起很大的电流变化——跨导很大。

而FET的输出电流与输入电压之间的关系是抛物线关系,所以它的跨导就比BJT的小得多。

l        wcc19901113问:

肖特基二极管和快恢复二极管的开关损耗哪个大?

【答】因为肖特基二极管是金属与半导体接触构成的器件,则串联电阻很小,并且正向电压较低(势垒高度较低所致),所以导通损耗较小;同时肖特基二极管是一种多数载流子工作的器件,开关速度很快(没有少数载流子的存储效应),则动态功耗很小。

总之,肖特基二极管的开关损耗很小。

而快恢复二极管是少数载流子器件,开关速度较低(有少子存储效应之故),而且正向电压较大(因为势垒高度较大和串联电阻较大之故),所以开关损耗相对来说也就要比肖特基二极管的大一些。

l        穿越上古问:

肖特基二极管可用快恢复二极管代换吗?

【答】因为肖特基的正向电压较低、开关速度很快,则总的功耗较低。

与肖特基二极管相比,快恢复二极管的正向电压较高(大约高0.3伏)、反向恢复时间较长,则代替肖特基二极管使用后,将会使工作电流减小、动态功耗增大、导通损耗增大,从而导致发热厉害,将会影响电路的性能以及稳定性和可靠性。

l        晶格扩散与晶界扩散的区别怎样?

【答】在完整晶体中,原子的扩散是在晶格的间隙中或者通过代位式来进行的,有时候称为晶格扩散。

这种扩散的速度主要决定于杂质原子的种类。

例如,施主和受主在Si中的扩散,即使在高温下,扩散也很慢;但Au之类的复合中心杂质,即使在较低温度下,扩散也非常快。

而原子在晶粒间界中进行的扩散称为晶界扩散。

因为晶粒间界本身就是一种很大的缺陷,所以杂质原子在其中的扩散速度就很快。

l        为什么温度对二极管正向特性影响小,而对反向特性影响很大?

【答】因为反向电流与本征载流子浓度的平方成正比,而本征载流子浓度是随着温度的升高而指数式增大的,所以温度对反向电流的影响很大。

而正向电流本来就很大,虽然温度的升高会使势垒高度降低、并也导致正向电流增大,但这种影响相对来说却较小。

l        cwbadu问:

描述量子器件与描述传统半导体器件特性的主要理论,是分别基于哪些概念?

【答】描述传统半导体器件的主要概念,是在准经典近似条件下的载流子扩散和漂移运动,基本上是经典运动规律(只是引入了有效质量)。

这里需要避免因尺寸缩小所带来的量子效应,即是需要防止量子效应的出现。

描述量子器件特性的主要理论是基于微观粒子特性的量子效应,例如隧道效应。

量子器件是主观能动地需要有意地应用量子效应,而不是避开量子效应。

l        ses19870908问:

加在二极管上的电压由正变到负时,为什么会有一个较大的反向电流?

【答】因为二极管在正向导通时,在P-N结势垒区的两边存储有大量的少数载流子;当突然加上反向电压时,这些少数载流子就会向相反的方向运动(扩散),从而形成一个很大的反向电流;只有当全部消失之后,反向电流才会变成0——关断。

并且在开始的一段时间内,较大的反向电流保持恒定。

这是由于少数载流子在反向扩散时的浓度梯度在一段时间内可以保持不变的缘故。

l        为什么基于SOI衬底的器件具有抗辐射特性?

【答】SOI衬底主要是消除了衬底的寄生电容和寄生晶体管的影响。

当有辐照时,就不会出现寄生晶体管,特别是不会产生晶闸管导致的闩锁效应,所以抗辐照能力大大增强了。

l        活到死考到死问:

半导体掺杂浓度增大了,二极管的少子扩散电流应该增大还是减小?

【答】二极管两边半导体的掺杂浓度增大后,二极管的少子扩散电流将有所减小!

因为结边缘处的少子浓度是该处平衡载流子浓度的exp(qV/kT)倍;掺杂浓度越高,少子浓度就越小,则注入到边缘处的少子浓度就越小,浓度梯度也越小,所以扩散电流也就越小。

注意:

正向电流和反向电流都是随着掺杂浓度的提高而减小的。

l        一湾清水问:

为什么晶体管的输出电阻很大?

为什么晶体管的输出回路可看作为一个理想的受控电流源?

【答】约为BJT的输出电流主要是受到发射极电流(或发射结电压)的控制(存在指数函数关系),而集电结电压对输出电流的的影响却很小(决定于Early效应的大小),所以输出交流电阻很大(理想情况下为无穷大)。

若电流通过一个非常大的电阻,那么该电流就基本上是恒定的——恒流源;因为这时电阻的变化对电流的影响可以忽略。

而BJT的输出电阻很大,所以输出电流不会因负载的变化而改变,故晶体管是一种恒流源。

FET的情况与BJT的类似:

输出交流电阻近似为无穷大,可看成为一个恒流源。

l        yqing1226问:

为什么功率场效应晶体管易于并联使用?

【答】这个问题与功率场效应晶体管的电流温度系数有关。

我们知道,对于场效应晶体管,当饱和电压(Vgs-Vt)较大(即Vgs>>Vt)时,输出电流的温度特性将主要决定于沟道中多数载流子的迁移率与温度的关系,则电流具有负的温度系数(温度升高,Ids下降);而当饱和电压(Vgs-Vt)较小(即Vt>>Vgs)时,输出源-漏电流的温度特性将主要决定于阈值电压的温度关系,则电流具有正的温度系数(温度升高,Ids上升)。

而对于功率场效应晶体管而言,正好满足Vgs>>Vt的条件,所以其输出电流的温度系数为负。

从而当把它们并联使用时,如果其中某个晶体管的电流较大、发热厉害,那么该晶体管就会自动地抑制住其电流的增加,从而可避免损害。

所以可以把许多功率场效应晶体管的管芯大胆地并联起来,以最大输出电流。

相反,BJT是不能并联使用的,因为它们的电流温度系数为正,很容易烧毁。

l        292441221问:

为什么二极管的反向截止区的电流又称为反向饱和电流?

【答】二极管的反向电流很小,常常称为截止电流,即截止状态的电流。

由于理想二极管的反向电流主要是少子扩散电流,原则上只决定于两边的掺杂浓度所形成的浓度梯度,而与外加电压无关,即反向电流是所谓“饱和”的(不随电压而改变),所以又称为反向饱和电流。

对于不存在漏电流的Ge二极管,它的反向电流几乎都是少子的扩散电流,所以是典型的反向饱和电流。

但是,Si二极管则否,它的反向电流实际上主要是势垒区中复合中心的产生电流,将随着反向电压的增大而增加,即不是饱和的反向电流。

但是值得注意,不管是Ge二极管或者Si二极管,它们反向电流的温度关系却都是由少子扩散电流的温度关系来决定的;这就意味着,不管什么样的二极管,其反向电流都将随着温度的升高而指数式增大。

l        不确定性原理3问:

一个物体带了静电,是否净电荷只是在表面,而不在内部?

为什么?

【答】如果是金属,电荷只是在表面,内部保持为电中性;因为即使内部有电荷,这些电荷也会通过相互排斥而到达表面。

若是绝缘体,情况有所不同,则电荷可以处于内部。

这就是说,绝缘体内可以不是电中性的——存在电场。

对于半导体,因为它具有一定的导电性,所以其内部也是电中性的,静电只能分布在表面;但是,如果是非平衡状态,则情况又有所不同,即半导体内部可以存在少数载流子电荷,但不能存在多数载流子电荷,这是由于内部电中性要求的结果。

l        一湾清水问:

是不是三极管在放大区时,它的集电极输出电流包含有集电结的反向漏电流?

【答】集电极总的输出电流是包含了集电结反向漏电流。

在电流放大系数的定义中是排除掉了集电结反向电流的;所以输出电流应该为:

Ic=α×Ie+Icbo 或者Ic=β×Ib+Iceo

晶体管放大的是信号电流和电压,输出电流中的集电结反向电流是无用

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