物理基础

半导体物理简介

半导体物理简介

1. 半导体材料介绍

半导体的种类

半导体的键结与晶格结构

半导体中的导电载子---电子与电洞 产生与复合

带沟与半导体的光电特性 半导体的掺杂

2. 半导体之导电行为 移动电流与扩散电流 多出载子的传导行为

1

半导体物理简介

本章是要简介以半导体为基础的近代电子学中的基本概念，包括半导体材 料、基本半导体组件，以及应用。这里仅提供简单且直觉的物理图像，严谨的探 讨与推导公式不在描述的范围内。

电子技术的进步造就了我们目前信息计算机产业的发展，更改变了我们日常生 活形态，甚至人类的思考模式、文化活动以及国家间之政治与军事的互动。电子 技术中的主角就是半导体。因此，我们将由半导体材料的种类及特性开始介绍， 并就他的重要导电行为加以讨论，再来介绍最基本的半导体组件---二极管。对于 二极管有了初步了解后，三极体（或称为双极晶体管 BJT）的特性就很容易能够 掌握。场效晶体管（FET）的操作原理和三极体完全不相同，这里会特别介绍在 近代计算机中用得最多的金氧半场效晶体管（MOSFET）。除了基本组件的原理描 述外，对于一些特殊功能的组件，例如发光二极管、二极管雷射、高频晶体管等， 均将略加介绍。最后我们将就集成电

[1030]《大学物理基础》

1、

波长λ=5000?的单色光垂直照射到宽度a=0.25mm的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放的屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d=12mm，则凸透镜的焦距f为

. . . .

2、

2m 1m 0.5m 0.2m

根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面

. . . .

3、

振动振幅之和 光强之和

振动振幅之和的平方 振动的相干叠加

在玻璃（折射率n3 =1.60）表面镀一层MgF2 (折射率n2=1.38)薄膜作为增透膜，为了使波长为5000?的光从空MgF2薄膜的最少厚度应是（ ）

. . . .

4、

1250? 1810? 2500? 906?

在双缝干涉实验中，入涉光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光

. . . .

5、

仍为明条纹 变为暗条纹

既非明纹也非暗纹 无法确定是明纹，还是暗纹

以下不是几何光学的基本实验定律的是（ ）

. . . .

6、

光在均匀介质中的直线传播定律

光通过两种介质分界

练习二十六

班级______________学号____________姓名________________

练习 二十六 一、选择题

1． 下列哪一能量的光子，能被处在n=2的能级的氢原子吸收？ （ ） （A）1.50eV； （B）1.89eV； （C）2.16eV； （D）2.41eV； （E）2.50eV。 2． 光谱系中谱线的频率（如氢原子的巴尔末系） （ ） （A）可无限制地延伸到高频部分； （B）有某一个低频限制； （C）可无限制地延伸到低频部分； （D）有某一个高频限制； （E）高频和低频都有一个限制。

3． 关于辐射，下列几种表述中哪个是正确? （ ） （A）只有高温物体才有辐射； （B）低温物体只吸收辐射；

（C）物体只有吸收辐射时才向外辐射； （D）任何物体都有辐射。

4． 光电效应中光电子的初动能与入射光的关系是 （ ） （A）与入射光的频率成正比； （B）与入射光的强度成正比； （C）与入射光的频率成线性关系； （D）与入

信息商务学院《近代物理基础》

期末考试试卷（A）

计算用物理常数: 1eV=1.6×10-19J 1uc2=931.5Mev

电子静止质量：m0=9.11×10-31kg 普朗克常数：h=6.63×10-34J·s

一、填空题（共30分，每题3分）

1． 狭义相对论的两条基本原理是； 和 。

2． 电介质的极化有两种，一是 二是 。

3． 在硅基体中掺进了3价元素锑，则形成了型半导体，其杂质能级叫

4． 频率为 的光子的能量 pm0

5． 在下列给出的条件中那些是产生激光的条件，将其标号列出。

（1）自发辐射（2）受激辐射（3）粒子数反转（4）两能级系统（5）谐振腔

6． 在太阳能电池中，本征半导体锗的禁带宽度是0.67eV，它能吸收的辐射的最大波长是 m。

7． 放射性衰变的三种形式是衰变、衰变、衰变。

8． 光电效应中从铝中逸出一个电子最少需要4.2eV的能量，铝的红限波长为

第一循环

转动惯量

1、已知T\\To\\I，用周期的公式T*T-To*To=4*3.1416*3.1416*I/K，计算K（09上半年） 2、外径和质量都相同的塑料圆体和金属圆筒的转动惯量哪个大（11下半年）

3、载物盘转动10个周期时间为8.00s，放上物体后转动10个周期时间为13.00s，给出K值大小，求出物体的转动惯量（11下半年）

4、托盘的转动周期是T0，放上圆柱体之后的周期是T1，圆柱体转动惯量I1，求托盘的转动惯量（12上半年）

5、某物体距离质心d1处转动惯量为I1，距离质心d2处转动惯量为I2，求物体质量（12上半年） 6、等外径、高度、质量的塑料圆柱和金属圆筒，哪个转动惯量大？应该是圆筒（12下半年）

7、测圆筒转动惯量时，没有整个放入台子，导致转轴和对称轴有夹角，问测得的转动惯量偏大偏小？好像是不能确定。（12下半年）

碰撞打靶

1、求碰撞球高度h0的公式：（）（10上半年）

A、h0=(x2+y2)/4y B、 C、h0=(x2+y)/4y D、h0=(x2+4y)/4y

2、操作没有错误，但是修正了4、5次都一直达不到十环（小于10环且靠近轴线），不可能的原因是：（）（10上半年）

信息商务学院《近代物理基础》

期末考试试卷（A）

计算用物理常数: 1eV=1.6×10-19J 1uc2=931.5Mev

电子静止质量：m0=9.11×10-31kg 普朗克常数：h=6.63×10-34J·s

一、填空题（共30分，每题3分）

1． 狭义相对论的两条基本原理是； 和 。

2． 电介质的极化有两种，一是 二是 。

3． 在硅基体中掺进了3价元素锑，则形成了型半导体，其杂质能级叫

4． 频率为 的光子的能量 pm0

5． 在下列给出的条件中那些是产生激光的条件，将其标号列出。

（1）自发辐射（2）受激辐射（3）粒子数反转（4）两能级系统（5）谐振腔

6． 在太阳能电池中，本征半导体锗的禁带宽度是0.67eV，它能吸收的辐射的最大波长是 m。

7． 放射性衰变的三种形式是衰变、衰变、衰变。

8． 光电效应中从铝中逸出一个电子最少需要4.2eV的能量，铝的红限波长为

新课标物理基础知识 第一章声现象

1、一切正在发声的物体都在振动 ，发声停止 振动 也停止。声音的传播需要 介质， 真空 不能传声。声在一秒内传播的距离叫声速，声速跟介质的 种类 有关，还跟介质的 温度 有关。15℃空气中的声速是 340 m/s。

2、乐音特征有 音色 、 音调 、 响度 。声音的高低叫音调 ，声音的大小叫 响度 ，每个发声体独具有的声音的特征叫 音色 。

3、音调的高低决定于物体振动的 频率 ，物理学里用物体每秒钟振动的次数 叫频率，频率的单位是 赫兹 ，简称 赫 ，符号 Hz。 人耳能听到声音的音调范围是 20Hz-20000Hz 。 高于20000Hz 叫做超声波，低于20Hz叫做次声波。

4、弦乐器发出的声音是靠 弦的振动 产生的，音调的高低与弦的粗细 、 长短 、 松紧 有关。弦乐器通常有一个木制的 共鸣箱来使声音更洪亮。

5、管乐器是靠 空气柱的振动 发声的。长的空气柱产生 低 音，短的空气柱产生 高 音。 6、我们听到声音的两种方式是气传导和骨传导。造成耳聋的两种类型：神经性耳聋和非神经性耳聋。 7、声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的 时刻、 强弱 及其它特征也就不

2遥感的物理基础

第二章 电磁波及遥感物理基础一、电磁波 二、物体的发射辐射 三、物体的反射辐射 四、地物波谱特性的测定 五、大气对辐射的影响

2遥感的物理基础

第二章 电磁波及遥感物理基础遥感技术是建立在物体电磁波辐射 理论基础上的。本章主要学习电磁波的 发射和反射特性、地物波谱特性曲线及 应用。

2遥感的物理基础

第二章 电磁波及遥感物理基础为什么我们的眼睛能够看见东西？

2遥感的物理基础

第二章 电磁波及遥感物理基础一、电磁波1.什么是电磁波？ 变化的电场和磁场交替产生，以有限的速 度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。 电磁波是一种横波。

2遥感的物理基础

一、电磁波2.电磁波的特性

波动性 粒子性

干涉、衍射、偏振

光电转换

2遥感的物理基础

(1)干涉：由两个(或两个以上)频 率、振动方向相同，相位相同或相位差 恒定的电磁波在空间叠加时，合成波振 幅为各个波的振幅的矢量和，因此会出 现交叠区某些地方振动加强、某些地方 振动减弱或完全抵消的现象。 微波遥感中的雷达是应用了干涉原理成像的

2遥感的物理基础

(2)衍射：光通过有限大小的障碍物 时偏离直线路径的现象。

研究电磁波的衍射现象对设计遥感仪器和提高 遥感图像几何分辨率具有重要意义。另外在数字影 像的处理中也要

二、本征半导体和杂质半导体

1、什么是半导体？在上一节中，我们从电子填充能带的情况说明 了什么是半导体。 半导体是一种具有特殊导电性能的功能材料， 其电阻率介于10-4到1010欧姆 厘米之间，介于金属导 体和绝缘体之间。半导体的导电性质可以随着材料的 纯度、温度及其它外界条件(如光照)的不同而变化。

2、本征半导体所谓本征半导体就是一块没有杂质和缺陷的半导体。在绝对零度时，价带中所有量子态都被电子占 据，而导带中所有量子态都是空的。当温度大于零度 时，就会有电子从价带由于本征激发跃迁至导带，同 时在价带中产生空穴。由于电子和空穴是成对产生的， 导带中电子的浓度no应等于价带中空穴的浓度po,即 有：no=po.

n0=p0=(NcNv)1/2 exp(-Eg/2kT) = nini称为本征载流子浓度 Nc 、Nv 是导带底和价带 顶的有效状态密度； Ec Eg k是波耳兹曼常数； 本征激发 T为温度； Eg是禁带宽度； Ev

n0

p0

(详细推导请参阅刘恩科 等所编的“半导体物理

学”)

3、杂质半导体在实际应用的半导体材料晶格中，总是存在着 偏离理想情况的各种复杂现象。包括存在各种杂质和 缺陷。实践表明：半导体的导电性可以通过掺入适量 的杂质来控制，这

2009-2010第二学期普物实验期末试题 一、 随机误差正态分布 1、 下列说法错误的是（）

A、 测单摆周期应以最高点为起点 B、 测单摆周期应以最低点为起点 C、

D、 累计频率曲线允许两端误差较大 2、如何避免数据骑墙，错误的是：（）（多选） A、重新分组； B、

C、归于前一组，最后一组归于其自身； D、归于后一组，最后一组归于其自身； 二、 碰撞打靶

1、 求碰撞球高度h0的公式：（）

A、h0=(x2+y2)/4y B、 C、h0=(x2+y)/4y D、h0=(x2+4y)/4y 2、操作没有错误，但是修正了4、5次都一直达不到十环（小于10环且靠近轴线），不可能的原因是（） A、碰撞点高于被碰球中心 B、碰撞点低于被碰球中心 C、被碰球与支撑柱有摩擦 D、线没有拉直 三、液氮比汽化热 1、Q等于（）

A、水从t2升高到t3吸收的热

B、铜柱从t2降到液氮温度放出的热 C、铜柱从室温降到液氮温度放出的热 D、铜柱从t3上升到t1吸收的热 2、测得mN偏小的原因（）（多选） A、有水溅出 B、瓶口结冰

C、记录tb的时间晚了