半導體中k0t是多少
❶ 半導體基礎知識
1. 導體:容易導電的物體。如:鐵、銅等
2. 絕緣體:幾乎不導電的物體。如:橡膠等
3. 半導體:半導體是導電性能介於導體和半導體之間的物體。在一定條件下可導電。 半導體的電阻率為10-3~109 Ω·cm。典型的半導體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。
半導體特點:
1) 在外界能源的作用下,導電性能顯著變化。光敏元件、熱敏元件屬於此類。
2) 在純凈半導體內摻入雜質,導電性能顯著增加。二極體、三極體屬於此類。
2.1.2 本徵半導體
1.本徵半導體——化學成分純凈的半導體。製造半導體器件的半導體材料的純度要達到99.9999999%,常稱為「九個9」。它在物理結構上呈單晶體形態。電子技術中用的最多的是硅和鍺。
硅和鍺都是4價元素,它們的外層電子都是4個。其簡化原子結構模型如下圖:
外層電子受原子核的束縛力最小,成為價電子。物質的性質是由價電子決定的 。
共價鍵上的兩個電子是由相鄰原子各用一個電子組成的,這兩個電子被成為束縛電子。束縛電子同時受兩個原子的約束,如果沒有足夠的能量,不易脫離軌道。因此,在絕對溫度T=0°K(-273°C)時,由於共價鍵中的電子被束縛著,本徵半導體中沒有自由電子,不導電。只有在激發下,本徵半導體才能導電
❷ 半導體物理
對於非簡並的n型半導體,如果把導帶中的所有可能被電子占據的能級都歸並到導帶底(版Ec)這一條能量水權平線上(設歸並到一起的能級的密度為Nc),那麼電子占據各條能級的幾率就都將一樣(等於exp[-(Ec-Ef)/(kT)]),於是就可直接寫出導帶電子的濃度與Fermi能級的關系為no=Nc exp[-(Ec-Ef)/kT].
當然,這時歸並到導帶底的有可能被占據的能級的密度(Nc)必然不等於整個導帶的能級密度,則稱Nc為導帶的有效能級密度(或者有效狀態密度)。因為溫度越高,電子的能量就越大,則在導帶中有可能占據的能級數目就越多,故有效能級密度與溫度T有關;仔細的分析可給出為Nc=2(2πm*kT/h2)3/2,式中的h是Planck常數,m*是電子的所謂狀態密度有效質量,T是絕對溫度。
在室溫下,對於Si,Nc=2.8×1019cm–3;對於GaAs,Nc=4.7×1017cm–3。可見,Nc比晶體的原子密度(5×1022 cm–3)要小得多。這就表明,在非簡並情況下,載流子只是占據導帶中的很少一部分能級(這時電子基本上就處在導帶底附近)。
❸ 求教半導體物理學幾個基本概念
半導體中有兩種載流子:自由電子和空穴。在熱力學溫度零度和沒有外界能量激發時,價電子受共價鍵的束縛,晶體中不存在自由運動的電子,半導體是不能導電的。但是,當半導體的溫度升高(例如室溫300oK)或受到光照等外界因素的影響,某些共價鍵中的價電子獲得了足夠的能量,足以掙脫共價鍵的束縛,躍遷到導帶,成為自由電子,同時在共價鍵中留下相同數量的空穴。空穴是半導體中特有的一種粒子。它帶正電,與電子的電荷量相同。把熱激發產生的這種躍遷過程稱為本徵激發。顯然,本徵激發所產生的自由電子和空穴數目是相同的。 由於空穴的存在,臨近共價鍵中的價電子很容易跳過去填補這個空穴,從而使空穴轉移到臨近的共價鍵中去,而後,新的空穴又被其相鄰的價電子填補,這一過程持續下去,就相當於空穴在運動。帶負電荷的價電子依次填補空穴的運動與帶正電荷的粒子作反方向運動的效果相同,因此我們把空穴視為帶正電荷的粒子。可見,半導體中存在兩種載流子,即帶電荷+q的空穴和帶電荷–q的自由電子。 在沒有外加電場作用時,載流子的運動是無規則的,沒有定向運動,所以形不成電流。在外加電場作用下,自由電子將產生逆電場方向的運動,形成電子電流,同時價電子也將逆電場方向依次填補空穴,其導電作用就像空穴沿電場運動一樣,形成空穴電流。雖然在同樣的電場作用下,電子和空穴的運動方向相反,但由於電子和空穴所帶電荷相反,因而形成的電流是相加的,即順著電場方向形成電子和空穴兩種漂移電流。 在本徵半導體硅(或鍺)中摻入少量的五價元素,如磷、砷或銻等,就可以構成N型半導體。若在鍺晶體中摻入少量的砷原子如圖1所示,摻入的砷原子取代了某些鍺原子的位置。砷原子有五個價電子,其中有四個與相鄰的鍺原子結合成共價鍵,餘下的一個不在共價鍵內,砷原子對它的束縛力較弱,因此只需得到極小的外界能量,這個電子就可以掙脫砷原子的束縛而成為自由電子。這種使雜質的價電子游離成為自由電子的能量稱為電離能。這種電離能遠小於禁帶寬度EGO,所以在室溫下,幾乎所有的雜質都已電離而釋放出自由電子。雜質電離產生的自由電子不是共價鍵中的價電子,因此,與本徵激發不同,它不會產生空穴。失去一個價電子的雜質原子成為一個正離子,這個正離子固定在晶格結構中,不能移動,所以它不參與導電。 由於砷原子很容易貢獻出一個自由電子故稱為「施主雜質」。失去一個價電子而電離的雜質原子,稱為「施主離子」。施主雜質的濃度用ND表示。 砷原子對第5個價電子的束縛力較弱,反應在能帶圖上,就是該電子的能級非常接近導帶底,稱施主能級ED,其能帶圖如圖2所示。在砷原子數量很少時,各施主能級間幾乎沒有什麼影響,施主能級處於同一能量水平。 施主能級ED和導帶底能級EC之差稱為施主電離能級EiD。對鍺中摻有砷的雜質半導體,約為0.0127eV,比鍺的禁帶寬度0.72eV小的多。在常溫下,幾乎所有砷施主能級上的電子都跳到了導帶,成為自由電子,留下的則是不能移動的砷施主離子。因此,N型半導體的自由電子由兩部分構成,一部分由本徵激發產生,另一部分由施主雜質電離產生,只要在鍺中摻入少量的施主雜質,就可以使後者遠遠超過前者。例如每104個鍺原子中摻入一個砷原子,鍺的原子密度是4.4´1022/cm3,在單位體積中就摻入了4.4´1018個砷原子,即施主雜質濃度ND=4.4´1018/cm3。在室溫下,施主雜質電離產生的自由電子濃度n=ND=4.4´1018/cm3。而鍺本徵激發產生的自由電子濃度ni=2.5´1013/cm3,可見由雜質提供的自由電子濃度比本徵激發產生的自由電子濃度大10萬倍。由於自由電子的大量增加,使得電子與空穴復合機率增加,因而空穴濃度急劇減小,在熱平衡狀態下,空穴濃度Pn比本徵激發產生的空穴濃度pi要小的多。因此,N型半導體中,自由電子濃度遠大於空穴濃度,即nn>>pn。因為自由電子佔多數,故稱它為多數載流子,簡稱「多子」;而空穴佔少數,故稱它為少數載流子,簡稱「少子」。 在本徵半導體硅(或鍺)中摻入少量的三價元素,如硼、鋁或銦等,就可以構成P型半導體。若在鍺晶體中摻入少量的硼原子如圖3所示,摻入的硼原子取代了某些鍺原子的位置。硼原子有三個價電子,當它與相鄰的鍺原子組成共價鍵時,缺少一個電子,產生一個空位,相鄰共價鍵內的電子,只需得到極小的外界能量,就可以掙脫共價鍵的束縛而填補到這個空位上去,從而產生一個可導電的空穴。由於三價雜質的原子很容易接受價電子,所以稱它為「受主雜質」。 硼的受主能級EA非常接近價帶頂EV,即受主電離能級EiA=EA-EV之值很小,受主能級幾乎全部被原價帶中的電子占據,受主雜質硼全部電離。受主雜質接受了一個電子後,成為一個帶負電荷的負離子。這個負離子固定在鍺晶格結構中不能移動,所以不參與導電。在常溫下,空穴數大大超過自由電子數,所以這類半導體主要由空穴導電,故稱為P型或空穴型半導體。P型半導體中,空穴為多數載流子,自由電子為少數載流子。 雜質半導體中,施主雜質和受主雜質要麼處於未離化的中性態,要麼電離成為離化態。以施主雜質為例,電子占據施主能級時是中性態,離化後成為正電中心。因為費米分布函數中一個能級可以容納自旋方向相反的兩個電子,而施主雜質能級上要麼被一個任意自旋方向的電子占據(中性態),要麼沒有被電子占據(離化態),這種情況下電子占據施主能級的幾率為 如果ED-EF>>k0T,則未電離施主濃度nD≈0,而電離施主濃度nD+≈ND,雜質幾乎全部電離。 如果費米能級EF與施主能級ED重合時,施主雜質有1/3電離,還有2/3沒有電離。 雜質半導體載流子濃度(n型) n型半導體中存在著帶負電的導帶電子(濃度為n0)、帶正電的價帶空穴(濃度為p0)和離化的施主雜質(濃度為nD+),因此電中性條件為 一般求解此式是有困難的。 實驗表明,當滿足Si中摻雜濃度不太高並且所處的溫度高於100K左右的條件時,那麼雜質一般是全部離化的,這樣電中性條件可以寫成 一般Si平面三極體中摻雜濃度不低於5×1014cm-3,而室溫下Si的本徵載流子濃度ni為1.5×1010cm-3,也就是說在一個相當寬的溫度范圍內,本徵激發產生的ni與全部電離的施主濃度ND相比是可以忽略的。這一溫度范圍約為100~450K,稱為強電離區或飽和區,對應的電子濃度為 一般n型半導體的EF位於Ei之上Ec之下的禁帶中。 EF既與溫度有關,也與雜質濃度ND有關: 一定溫度下摻雜濃度越高,費米能級EF距導帶底Ec越近;如果摻雜一定,溫度越高EF距Ec越遠,也就是越趨向Ei。圖5是不同雜質濃度條件下Si中的EF與溫度關系曲線。 n型半導體中電離施主濃度和總施主雜質濃度兩者之比為 越小,雜質電離越多。所以摻雜濃度ND低、溫度高、雜質電離能ΔED低,雜質離化程度就高,也容易達到強電離,通常以I+=nD+/ND=90%作為強電離標准。經常所說的室溫下雜質全部電離其實忽略了摻雜濃度的限制。 雜質強電離後,如果溫度繼續升高,本徵激發也進一步增強,當ni可以與ND比擬時,本徵載流子濃度就不能忽略了,這樣的溫度區間稱為過渡區。 處在過渡區的半導體如果溫度再升高,本徵激發產生的ni就會遠大於雜質電離所提供的載流子濃度,此時,n0>>ND,p0>>ND,電中性條件是n0=p0,稱雜質半導體進入了高溫本徵激發區。在高溫本徵激發區,因為n0=p0,此時的EF接近Ei。 可見n型半導體的n0和EF是由溫度和摻雜情況決定的。 雜質濃度一定時,如果雜質強電離後繼續升高溫度,施主雜質對載流子的貢獻就基本不變了,但本徵激發產生的ni隨溫度的升高逐漸變得不可忽視,甚至起主導作用,而EF則隨溫度升高逐漸趨近Ei。 半導體器件和集成電路就正常工作在雜質全部離化而本徵激發產生的ni遠小於離化雜質濃度的強電離溫度區間。 在一定溫度條件下,EF位置由雜質濃度ND決定,隨著ND的增加,EF由本徵時的Ei逐漸向導帶底Ec移動。 n型半導體的EF位於Ei之上,EF位置不僅反映了半導體的導電類型,也反映了半導體的摻雜水平。 圖6是施主濃度為5×1014cm-3的n型Si中隨溫度的關系曲線。低溫段(100K以下)由於雜質不完全電離,n0隨著溫度的上升而增加;然後就達到了強電離區間,該區間n0=ND基本維持不變;溫度再升高,進入過渡區,ni不可忽視;如果溫度過高,本徵載流子濃度開始占據主導地位,雜質半導體呈現出本徵半導體的特性。 如果用nn0表示n型半導體中的多數載流子電子濃度,而pn0表示n型半導體中少數載流子空穴濃度,那麼n型半導體中 也就是說在器件正常工作的較寬溫度范圍內,隨溫度變化少子濃度發生顯著變化,因此依靠少子工作的半導體器件的溫度性能就會受到影響。對p型半導體的討論與上述類似。
❹ 哪位知道 6引腳的標號是K1t的晶元具體是什麼型號
你好,6引腳的標號是K1t的晶元具體是什麼型號?最好能發個圖片..還有6引腳的具體體積,,聯我,,
❺ 用各種計算濃度的方法,計算半導體載流子的濃度
^半導體載流子計算公式:n = p = K1*T^3/2*e^-E(go)/(2kT),n和p為載流子濃度,第一個T為熱力學溫度,E(go)為為熱力學零度內時破壞公價鍵所需的容能量,k為玻耳茲曼常數.
半導體載流子即半導體中的電流載體。在物理學中,載流子指可以自由移動的帶有電荷的物質微粒,如電子和離子。在半導體中,存在兩種載流子,電子以及電子流失導致共價鍵上留下的空位(空穴)均被視為載流子。通常N型半導體中指自由電子,P型半導體中指空穴,它們在電場作用下能作定向運動,形成電流。
❻ 半導體,導體,絕緣體的電阻分別介於多少歐姆之間
要問什麼?
1、半導體材料的導電能力介於導體和絕緣體之間,其電阻受溫度影響較大.如圖甲是某種半導體材料的電阻隨溫度變化的關系圖像.根據這種半導體材料電阻的特性,小明和他的同學設計了一個電路(如圖乙),可以測定某一空間的溫度,使用的器材如下:半導體電阻、電源、電流表(0—0.6a)、開關、定值電阻r0(10ω)、導線若干.
(1)定值電阻r0的作用是什麼?
.
(2)當環境溫度為20℃時,電流表的讀數為0.2a,求電源的電壓.
(3)電流表的讀數為0.4a時,求當時環境溫度和半導體電阻的電功率分別是多少.
1、(1)保護電路作用;
(2)由電路圖r和r0串聯,當t=20℃時,半導體電阻r=50ω
u=ir+ir0=0.2×50+0.2×10=12v;
(3)u0=ir0=0.4×10=4v
r=(u-u0)/i=8/0.4=20ω
從圖像知環境溫度是40℃;
(4)當環境溫度為100℃時,r=10ω
i=u/(r+r0)=12/(10+10)=0.6a
p=i2r=(0.6)2×10=3.6w.
如果是八上科學作業本上的話。圖自己看參考資料里那個網址上的。
(1)小
(2)圖就算啦~自己看著參考資料里畫吧~就是以個電阻不要畫進去。
(3)大約是110歐。
(4)由圖像可知:0℃時,熱敏電阻的阻值為250ω。
此時,電路的電流是:i=u/r=6伏/250歐=0.024安
所以氣溫表的0℃應與電流表刻度盤的0.024a
的刻度對應。
當電流表達到滿刻度時,電路中的電流為0.6a
電路中的電阻為:r=u/i=6伏/0.6安=10歐
由圖像可知,熱敏電阻的阻值為10ω時,氣溫是80℃,因此,氣溫表能測量的最高溫度是80℃
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❼ 室溫下,電子能量k0T=0.026eV是怎麼算的我知道玻耳茲曼常數是多少,但直接算也算不出這個結果來啊!
可以根據焦耳與電子伏特之間的關系,推出玻爾茲曼常數用eV/K做單位的數值
K=8.6173324(78)×10−5 (eV K−1)回
然後K×T,用上面算出的答K乘以室溫300K,就是約等於0.026電子伏特。
電子伏特稱電子伏,符號為eV,是能量的單位。代表一個電子經過1伏特的電位差加速後所獲得的動能。1兆電子伏=1000000電子伏特。
例如,一個電子及一個正子(電子的反粒子),都具有質量大小為511 keV,能對撞毀滅以產生1.022 MeV的能量。質子,一個標準的重子,具有質量0.938 GeV。
(7)半導體中k0t是多少擴展閱讀:
1 eV/c² = 1.783 × 10-36kg;
1 keV/c² = 1.783 × 10-33kg;
1 MeV/c² = 1.783 × 10-30kg;
1 GeV/c² = 1.783 × 10-27kg;
1 TeV/c² = 1.783 × 10-24kg。
❽ 半導體元件中T4是什麼
可能是保險絲,那上面是不是有個很大的T,如果是那就是保險絲,你自己用萬用表測一下!