第二章半导体衬底

第二章 半导体中的杂质和缺陷

2.1 硅、锗晶体中的杂质能级 半导体中的杂质，施主和受主，类氢模型， 杂质的补偿作用，深能级杂质

2.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物中的杂质能级2.3 缺陷、位错能级

半导体中的杂质和缺陷

在实际应用的半导体材料晶格中，总存在 偏离理想情况的各种复杂现象。 1、原子并非静止在严格周期性晶格格点 位置，而是在其平衡位置附近振动；

2、半导体材料并非纯净的，而含有杂质， 即在半导体晶格中存在着与组成半导体材 料的元素不同的其他化学元素的原子； 3、实际半导体晶格结构并非完整无缺， 而存在各种形式的缺陷。在半导体中的某 些区域，晶格中的原子周期性排列被破坏， 形成各种缺陷。

半导体中的杂质和缺陷

缺陷分为三类：1、点缺陷(空位、间隙原子) 2、线缺陷(位错)

3、面缺陷(层错、多晶体中的晶粒间界)

半导体中的杂质和缺陷

杂质和缺陷的影响半导体材料中极微量杂质和缺陷，能对 材料的物理性质和化学性质产生决定性影响， 也会严重影响器件的质量。 在硅晶体中，若以105个硅原子中掺入一 个杂质原子的比例掺入硼原子，室温电导率 将增加103倍。 用于生产一般硅平面器件的硅单晶，要 求控制位错密度在102 cm-2以下，若位错密度 过高，则不 能生产出性

第2章 2.1 2.2 2.3

半导体三极管及其基本放大电路半导体三极管三极管基本放大点路 分压偏置式放大器

2.4其他组态放大器 2.5多级放大器 2.6多级放大器的频率响应 2.7场效应晶体管及其基本放大电路

2.1 半导体三极管

2.1.1三极管的结构与分类三极管按其结构可分为NPN和PNP两类。 NPN型三极管的结构与电路符号如图2-1所示。从图2-1(a)中可

以看出，它是由两层N型的半导体中间夹着一层P型半导体构成的管子， P型半导体与其两侧的N型半导体分别形成PN结，整个三极管是两个背靠 背PN结的三层半导体。中间的一层称为基区，两边的区分别称为发射区 和集电区，从这三个区引出的电极分别称为基极b、发射极e和集电极c。 基区与集电区之间的PN结称为集电结，发射区与基区之间的PN结称为发 射结。发射区的作用是向基区发射载流子，基区是传送和控制载流子，

而集电区是收集载流子。

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2.1 半导体三极管

NPN型三极管电路符号中，发射极箭头方向表示发射结正偏

时发射极电流的实际方向。

PNP型三极管的结构与NPN型相似，也是两个背靠背PN结的三

层半导体，不过这种管子是两层P型的半导体中间夹着一层N型半 导体，如图2-2所示。

第2章 2.1 2.2 2.3

半导体三极管及其基本放大电路半导体三极管三极管基本放大点路 分压偏置式放大器

2.4其他组态放大器 2.5多级放大器 2.6多级放大器的频率响应 2.7场效应晶体管及其基本放大电路

2.1 半导体三极管

2.1.1三极管的结构与分类三极管按其结构可分为NPN和PNP两类。 NPN型三极管的结构与电路符号如图2-1所示。从图2-1(a)中可

以看出，它是由两层N型的半导体中间夹着一层P型半导体构成的管子， P型半导体与其两侧的N型半导体分别形成PN结，整个三极管是两个背靠 背PN结的三层半导体。中间的一层称为基区，两边的区分别称为发射区 和集电区，从这三个区引出的电极分别称为基极b、发射极e和集电极c。 基区与集电区之间的PN结称为集电结，发射区与基区之间的PN结称为发 射结。发射区的作用是向基区发射载流子，基区是传送和控制载流子，

而集电区是收集载流子。

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2.1 半导体三极管

NPN型三极管电路符号中，发射极箭头方向表示发射结正偏

时发射极电流的实际方向。

PNP型三极管的结构与NPN型相似，也是两个背靠背PN结的三

层半导体，不过这种管子是两层P型的半导体中间夹着一层N型半 导体，如图2-2所示。

第二章 半导体三极管及其基本电路

一、填空题

1、(2-1，中)当半导体三极管的 正向偏置， 反向偏置偏置时，三极管具有放大作用，即 极电流能控制 极电流。

2、(2-1，低)根据三极管的放大电路的输入回路与输出回路公共端的不同，可将三极管放大电路分为 ， ， 三种。

3、(2-1，低)三极管的特性曲线主要有 曲线和 曲线两种。

4、(2-1，中)三极管输入特性曲线指三极管集电极与发射极间所加电压VCE一定时， 与 之间的关系。

5、(2-1，低)为了使放大电路输出波形不失真,除需设置 外,还需输入信号 。 6、(2-1，中)为了保证不失真放大，放大电路必须设置静态工作点。对NPN管组成的基本共射放大电路，如果静态工作点太低，将会产生 失真，应调RB，使其 ，则IB ，这样可克服失真。 7、(2-1，低)共发射极放大电路电压放大倍数是 与 的比值。

8、(2-1，低)三极管的电流放大原理是 电流的微小变化控制 电流的较大变化

第二章 静电场与导体

一、判断题（正确划“?”错误码划“?” ）

E?1、由公式

点场强仅由该点附近的导体上的面上的面电荷产生的。（ ）×

2、一导体处静电场中，静电平衡后导体上的感应电荷分布如图，根据电场线的性质，必有一部分电场线从导体上的正电荷发出，并终止在导体的负电荷上。（ ）×

3、一封闭的带电金属盒中，内表面有许多针尖，如图所示，根据静电平衡时电荷面密度按曲率分布的规律，针尖附近的场强一定很大。（ ）×

4、孤立带电导体圆盘上的电荷应均匀分布在圆盘的两个圆面上。（ ）√

5、对于一个孤立带电导体，当达到静电平衡时，面电荷的相对分布与导体表面的曲率成正比。（ ）√

6、一个接地的导体空腔，使外界电荷产生的场强不能进入腔内，也使内部电荷产生的场不进入腔外。（ ）×

7、若电荷间的相互作用不满足平方反比律，导体的屏蔽效应仍然存在。（ ）×

8、用一个带电的导体小球于一个不带电的绝缘大导体球相接触，小球上的电荷会全部传到大球上去。（ ）×

9、带电体的固有能在数值上等于该带电体从不带电到带电过程中外力反抗电力作的功。（

常用半导体器件

电工与电子技术基础

华南理工大学电子与信息学院 第10章 常用半导体器件

第三部分 模拟电子电路

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第三部分第10章 常用半导体器件第11章 基本放大电路 第12章 集成运算放大电路

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华南理工大学电子与信息学院 第10章 常用半导体器件

第10章 常用半导体器件10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 半导体的导电特性 半导体二极管 半导体稳压管 半导体三极管 其他半导体器件简介

常用半导体器件

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第10章 常用半导体器件

10.1 半导体的导电特性10.1.1 半导体的导电特点自然界中的物质按其导电的能力分为三种: 导体: 很容易导电的物质。金属一般都是导体。 绝缘体:几乎不导电的物质。如橡皮、塑料和石英。 半导体:导电能力处于导体和绝缘体之间的物质。 如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 返回

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第10章 常用半导体器件

半导体的导电特点: 1. 当受外界热和光的作用时，它的导电能力明 显增强。

2. 往纯净的半导体中掺入某些微量杂质，它的导 电能力就可增加几十万至几百万倍。

初试科目：半导体物理学

参考书：半导体物理学 顾祖毅 田立林 富力文 电子工业出版社 考试大纲：

第一章 半导体的晶格结构和缺陷 1 半导体的基本特性 2 常见半导体材料

3 主要半导体器件及其可选用的材料 4 常见半导体的结构类型 5 名词解释

化学键 共价键 离子键 分子键 金属键 晶格缺陷 间隙式杂质 代位式杂质 反晶格缺陷 层错 扩散系数 晶粒间界 第二章 半导体中的电子状态

1 在周期性势场中，电子薛定谔方程的解为布洛赫函数，即波函数：

?1(r)?uk(r)eik?r

uk(r)?uk(r?an)

布洛赫函数不是单色平面波。K为波矢，描述电子共有化运动。平面波因子e表明晶体中不再是局域化的，扩展到整个晶体之中，反映了电子的共有化运动。uk(r)反映了周期性势场对电子运动的影响，说明晶体中电子在原胞中不同位置上出现的几率不同。uk(r)的周期性说明晶体中不同原胞的各等价位置上出现的几率相同。

2 电子在周期场中运动的量子力学处理有几种近似的方法？试简述之。

（1）近自由电子近似 （2）紧束缚近似

3 由于共有化运动，晶体中电子可以看成是整个晶体共有的，因此孤立原子的能

第一章 常用半导体器件

二、选择正确答案填入空内。

（1）PN结加正向电压时，空间电荷区将 A 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽

（2）设二极管的端电压为U，则二极管的电流方程是 C 。 A. ISeU B. ISeUUT C. IS(eUUT－1)

（3）稳压管的稳压区是其工作在 C 。

A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿

（4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。

A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏 （5）UGS＝0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 C 。 A. 结型管 B. 增强型MOS管 C. 耗尽型MOS管 三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD＝0.7V。

图T1.3

解：UO1≈1.3V，UO2＝0，UO3≈－1.3V，UO4≈2V，UO5≈1.3V，UO6≈－2

发光材料的发展及研究

庞雪

（贵州大学 大数据与信息工程学院）

摘要： 发光材料是光电信息功能材料领域的研究热点之一。本文着重是关于现有的纳米发光材料、小分子有机电致发光材料、树枝状有机电致发光材料、芴类电致发光材料的发展与研究情况。介绍了国内外在研究发光材料方面所取得的一些最新进展,并对一些有待进一步研究的问题做了展望。 关键词： 发光材料

Abstract： The development of luminescent materials is one of the forefronts and hot areas of the optoelectronic information materials. This paper is about the existing

luminescence

surface

modification,

organic

small

molecular

electroluminescent materials, dendrimers electroluminescent materials, fluorene-based electroluminescent materials develop

1. （ D ）下面关于有效质量的叙述错误的是 。 A. 有效质量概括了半导体内部势场的作用

B. 有效质量直接把外力f和电子的加速度联系起来

C. 有效质量的引入使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及到半导体内部势场的作用

D. 不是所有的有效质量都可以直接由实验测定

2. （ D ）对于只含一种杂质的非简并ｐ型半导体，费米能级随温度上升而 。 A. 上升 B. 下降 C. 不变

D. 经过一极值后趋近Ei

3. （ C ）一块半导体寿命τ=15μs，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30μs后，其中非平衡载流子将衰减到原来的 。 A.1/4 ； B.1/e ； C.1/e2 ； D.1/2 4. （ A ）不是深杂质能级特点的是 。 A. 杂质能级离带边较近 B. 多次电离（多重能级） C. 有可能成为两性杂质 D. ED，EA 可与Eg相比拟

5.（ B ）对于补偿的半导体材料，下列叙述正确的是 。 A.载流子浓度取决于杂质浓度较大者，载流子迁移率取决于电离杂质总浓度 B.载流子浓