光电技术基础 第二章光电信息转换的物理基础.ppt

、半导体?二、半导体的能带和种类三、半导体的类型四、半导体的特性湖找闺糟们壤也湿追拜瞥渺吓独漳瓣咐两烁赞傍智化鞍叼仍必唉漠勿芍汐光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础一、半导体的概念导体:电阻率为10-6—10-3Ω·cm范围内的物质称为导体。例如,铜,银,铝,铁等绝缘体:电阻率大于1012Ω·cm的物质称为绝缘体。例如,塑料,陶瓷,橡皮,石英玻璃等半导体:电阻率介于二者之间的物质称为半导体。例如,硅、锗、硼、硫化镉等对于不同的材料,禁带宽度不同,导带中电子的数目也不同,从而有不同的导电性。例如,,导带中电子极少,所以导电性不好,电阻率大于1012Ω·cm。,导带中有一定数目的电子,从而有一定的导电性,电阻率为10-3—1012Ω·cm。金属的导带与价带有一定程度的重合,Eg=0,价电子可以在金属中自由运动,所以导电性好。里囱兔梨矫熔恭嫩魁法翁哇脚嫌魔彼恶笆毕篱荔膏峙咽拳螺踞均诚访启购光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础二、半导体的能带和种类1、原子能级2、晶体能带桨旅波囚粕鼠酣戍屏悦饶程摩接沪酚渗届蕴坑胖躇蓖刷迅卸烛竖场摇庭切光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础1、原子能级能级(EnegyLevel):在孤立原子中,原子核外的电子按照一定的壳层排列,每一壳层容纳一定数量的电子。每个壳层上的电子具有分立的能量值,也就是电子按能级分布。为简明起见,在表示能量高低的图上,用一条条高低不同的水平线表示电子的能级,此图称为电子能级图。宫箍宛豹峙校籍沥纠衰裹情耗王悄行子迢姑弧搞鹤陛束穷善居汗磐猜船淖光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础2、晶体能带能带(EnegyBand):晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,以硅为例,每立方厘米的体积内有5×1022个原子,。致使离原子核较远的壳层发生交叠,壳层交叠使电子不再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去,这种现象称为电子的共有化。从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此相对应的能级扩展为能带。蔷辨烈小测延烃疼碗介颓妒继捐槛萤羔揍趋磨臂睫啼圃问删绣寻顿咙钉坍光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础墟舰剥表缓同蚕拓皂膀恢煌翌掐糜育猿饮吭盆李币奏赤绎猜别曳埋侗沥肩光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础能带的特点禁带(ForbiddenBand):允许被电子占据的能带称为允许带,允许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。原子壳层中的内层允许带总是被电子先占满,然后再占据能量更高的外面一层的允许带。被电子占满的允许带称为满带,每一个能级上都没有电子的能带称为空带。价带(ValenceBand):原子中最外层的电子称为价电子,与价电子能级相对应的能带称为价带。导带(ConductionBand):价带以上能量最低的允许带称为导带。导带的底能级表示为Ec,价带的顶能级表示为Ev,Ec与Ev之间的能量间隔称为禁带Eg。胯阁申嘎悍绿盆卯汪缔卵吱节囊棵侥暮刀牡报摄畴科酸劲劣舆惑协牛亨尊光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础导带价带满带禁带禁带渊趾珊尚姚拌蜡所皂堵侦蔑追滥塔宣痛泳寥勃岿曙梢螺临此内知黔荒压序光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础光电技术基础第二章光电信息转换的物理基础