1、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3 6eV,半导体的禁带宽度较窄,Eg约为 0.1 2eV。,3.
2、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10-2 eV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
3、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。,3.6 p-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(
4、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,