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半导体器件物理与工艺,半导体器件物理与工艺第三版pdf

  • 物理
  • 2023-04-27
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  • 半导体器件物理与工艺英文版

    肖特基势垒是指具有整流特性的金属-半导体接触,就如同二极管具有整流特性。是金属-半导体边界上形成的具有整流作用的区域。

    肖特基势垒指具有大的势垒高度(也就是ΦBn 或者 ΦBp >> kT),以及掺杂浓度比导带或价带上态密度低的金属-半导体接触(施敏, 半导体器件物理与工艺, 第二版, 7.1.2)。

    肖特基势垒是指具有整流特性的金属-半导体接触,就如同二极管具有整流特性。是金属-半导体边界上形成的具有整流作用的区域。

    金属与n型半导体形成的肖特基势垒如图1所示。金属—半导体作为一个整体在热平衡时有同样费米能级。肖特基势垒相较于PN界面最大的区别在于具有较低的界面电压,以及在金属端桐拆具有相当薄的(几乎不存在)空乏区宽度。由半导体到金属,电子需要克服势垒;而由金属向半导体,电子受势垒阻挡。在加正向偏置时半导体一侧的势垒下降;相反,在加反向偏置时,半导体一侧势垒增高。使得金属-半导体接触具有整流作用(但不是一切金属—半导体接触均如此)。如果对于N型半导体,金属的功函数大于半导体的功函数,对于P型半导体,金属的功函数小于半导体的功函数,以及半导体杂质浓度不小于10^19/立方厘米数量级时会出现欧姆接触,它会因杂质浓度高而发生隧道效应,以致势垒不起整流作用。并非所有的金属-半导体接面都是具有整流特性的,不具有整流特性的金属-半导体接面则称为欧姆接触。整流属性决定于金属的功函、固有半导体的能隙,以及半导体的掺杂类型及浓度。在设计半导体器键轮备件时需要对肖特基效应相当熟悉,以确保不会在需要欧姆接触的地方意外地产生肖特基势垒。当半导体均匀掺杂时肖特基势垒的空间电荷层宽度和单边突变P-N结的耗尽层宽度相一致。

    优点

    由于肖特基势垒具有较低的界面电压,可被应用在某器件需要近似于一个理想二极管的地方。在电路设计中,它们也同时与一般的二极管及晶体管一起使用, 其主要的功能是利用其较低的界面电压来保护电路上的其它器件。

    然而,自始至终肖特基器件相较于其它半导体器件来说能被应用的领稿毁域并不广。

    器件

    肖特基二极管,肖特基势垒自身作为器件即为肖特基二极管。

    肖特基势垒碳纳米管场效应晶体管FET:金属和碳纳米管之间的接触并不理想所以层错导致肖特基势垒,所以我们可以使用这一势垒来制作肖特基二极管或者晶体管等等。

    实际使用

    (1)价带电子;

    (2)自由电子或空穴(free carrier);

    (3)存在于杂质能级上的电子。

    太阳电池可利用的电子主要是价带电子。由价带电子得到光的能量跃迁到导带的过程决定的光的吸收称为本征或固有吸收。

    太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。当光照射到pn结上时,产生电子一空穴对,在半导体内部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区,受内建电场的吸引,电子流入n区,空穴流入p区,结果使n区储存了过剩的电子,p区有过剩的空穴。它们在pn结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外,还使p区带正电,n区带负电,在n区和p区之间的薄层就产生电动势,这就是光生伏特效应。此时,如果将外电路短路,则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过,这个电流称作短路电流,另一方面,若将pn结两端开路,则由于电子和空穴分别流入n区和p区,使n区的费米能级比p区的费米能级高,在这两个费米能级之间就产生了电位差voc。可以测得这个值,并称为开路电压。由于此时结处于正向偏置,因此,上述短路光电流和二极管的正向电流相等,并由此可以决定voc的值。

    肖特基势垒

    肖特基势垒

    太阳电池的能量转换过程

    太阳电池是将太阳能直接转换成电能的器件。它的基本构造是由半导体的pn结组成。此外,异质结、肖特基势垒等也可以得到较好的光电转换效率。本节以最普通的硅pn结太阳电池为例,详细地观察光能转换成电能的情况。

    首先研究使太阳电池工作时,在外部观测到的特性。当太阳光照射到这个太阳电池上时,将有和暗电流方向相反的光电流iph流过。

    当给太阳电池连结负载r,并用太阳光照射时,则负载上的电流im和电压vm将由图中有光照时的电流一电压特性曲线与v=-ir表示的直线的交点来确定。此时负载上有pout=ri2m的*gong*率消耗,它清楚地表明正在进行着光电能量的转换。通过调整负载的大小,可以在一个最佳的工作点上得到最大输出*gong*率。输出*gong*率(电能)与输入*gong*率(光能)之比称为太阳电池的能量转换效率。

    下面我们把目光转到太阳电池的内部,详细研究能量转换过程。太阳电池由硅pn结构成,在表面及背面形成无整流特性的欧姆接触。并假设除负载电阻r外,电路中无其它电阻成分。当具有hν(ev)(hν>eg,eg为硅的禁带宽度)能量的光子照射在太阳电池上时,产生电子―空穴对。由于光子的能量比硅的禁带宽度大,因此电子被激发到比导带底还高的能级处。对于p型硅来说,少数载流子浓度np极小(一般小于105/cm),导带的能级几乎都是空的,因此电子又马上落在导带底。这时电子及空穴将总的hν - eg(ev)的多余能量以声子(晶格振动)的形式传给晶格。落到导带底的电子有的向表面或结扩散,有的在半导体内部或表面复合而消失了。但有一部分到达结的载流子,受结处的内建电场加速而流入n型硅中。在n型硅中,由于电子是多数载流子,流入的电子按介电驰豫时间的顺序传播,同时为满足n型硅内的载流子电中性条件,与流入的电子相同数目的电子从连接n型硅的电极流出。这时,电子失去相当于空间电荷区的电位高度及导带底和费米能级之间电位差的能量。设负载电阻上每秒每立方厘米流入n个电子,则加在负载电阻上的电压v=qnr=ir表示。由于电路中无电源,电压v=ir实际加在太阳电池的结上,即结处于正向偏置。一旦结处于正向偏置时,二极管电流id=i0[exp(qv/nkt)-1]朝着与光激发产生的载流子形成的光电流iph相反的方向流动,因而流入负载电阻的电流值为在负载电阻上,一个电子失去一个qv的能量,即等于光子能量hν转换成电能qv。流过负载电阻的电子到达p型硅表面电极处,在p型硅中成为过剩载流子,于是和被扫出来的空穴复合,形成光电流

    肖特基 MC7808ABTG 的特点

    制造商:ON Semiconductor

    系列:-:

    包装 ?:管件

    零件状态:在售

    输出配置:正

    输出类型:固定

    稳压器数:1

    电压 - 输入(最大值):35V

    电压 - 输出(最小值/固定):8V

    电压 - 输出(最大值):-

    压降(最大值):2V @ 1A(标准)

    电流 - 输出:1A

    电流 - 静态(Iq):6mA

    PSRR:62dB(120Hz)

    控制特性:-

    保护功能:超温,短路

    工作温度:-40°C ~ 125°C

    安装类型:通孔

    封装/外壳:TO-220-3

    供应商器件封装:TO-220AB

    基本零件编号:MC7808

    半导体器件物理与工艺答案

    这含行山几门科都是微电子器件专业(电子工程)的基础必修课,以下带燃是它们之间的简要关系概述,希望会对你有所帮助~~

    1、《电子工程物理》比较基础,主要讲物质内部特性,虽然比较难,但了解了物质内部特性对以后半导体及集成电路的学习都很有帮助。

    2、《半导体物理》讲的是半导体(如Ge、Si等)内部物理特性,包括很多公式推导和微观世界理论,纯半导体物理谈中知识,是专业基础中的基础。

    3、《半导体器件物理》讲由半导体材料制成的具有半导体特性的器件(如二极管、三级管、可控硅等)的物理特性,已经由材料上升到了器件层次。

    4、《集成电路工艺》是讲集成电路的制作流程,包括从如何处理基片开始,经过十几道工序,最后如何得到集成电路产品。集成电路是由多个半导体器件组成的电路,因此要学习集成电路工艺,要首先拥有半导体器件的知识和集成电路的知识。

    半导体器件物理施敏pdf

    南京大学微电子学与固体电子学考研的教材书主要是这几本,可以去励学南大上面找,都有。

    《弊闹普通物理学》(第一册) 程守洙等著 高等教育出版社

    《普通物理学》(第二册) 程守洙等著 高等教育出版社

    《普通物理学》(第三册) 程守洙等著 高等教育出版社

    《数字电子贺带技术基础》(第五版) 阎石主编 高等教育出版社

    《大学物理学》(热学、光学、量子物理) 张三慧主编 清华大学出版社

    《大学禅卜芦物理学》(力学、电磁学) 张三慧主编 清华大学出版社

    《半导体器件物理与工艺》 施敏著、赵鹤鸣等译 苏州大学出版社

    《半导体物理学》(第四版) 刘恩科、朱秉升、罗晋生等编 国防工业出版社

    半导体器件物理施敏答案

    兄台:

    您好,我现在主要研究半导体方向的,急需要施敏主编的《半导体器件物理与工艺旅卖皮》,有劳配迟您帮助!!!!!拆差

    747436424@qq.com

    半导体器件与工艺第三版答案

    《半导体器件物理与工艺》所讲的器件种类要少,而且后面还有一定篇幅讲工艺,《半导体器件物理》这本书各种半导体器件都涉及到了,当时也认真学了,感觉很开拓思路,但是施敏有些地枯李方还是没写清楚,还好上课的时候老师差不多把施敏没讲清楚的地方都给我们提出来讲了稿颤讲。所以这本书不适合初学器件,如果你是刚接触器件课,建议看看皮埃罗的《半导体器件基础》,器件课其实器件课主要就是学PN结,金半接触,BJT,MOSFET,PN结和金半接触是所有器件的基础,后两者是电流控制器件和场控器件的典型代表。当然有些书在这三者的基础上又加上键败败了MESFET,MODFET,JFET,这些其实都是场控器件。

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