Design of VLSI CMOS集成電路的物理結(jié)構(gòu)
價電子在獲得一定能量(溫度價電子在獲得一定能量(溫度升高或受光照)后,即可脫原升高或受光照)后,即可掙脫原子核的束縛,成為自由電子(帶子核的束縛,成為自由電子(帶負電),同時共價鍵中留下一個負電),同時共價鍵中留下一個空位,稱為空穴(帶正電)空位,稱為空穴(帶正電)..本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā).空穴溫度愈高,晶體中產(chǎn)生的溫度愈高,晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多.自由電子便愈多.
自由電子
在外電場的作用下,空穴吸引相鄰原子的價電子來填補,在外電場的作用下,空穴吸引相鄰原子的價電子來填補,而在該原子中出現(xiàn)一個空穴,其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運動(相而在該原子中出現(xiàn)一個空穴,其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運動(相當(dāng)于正電荷的移動).當(dāng)于正電荷的移動).
本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理
當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時,在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時,在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流部分電流(1)(1)自由電子作定向運動自由電子作定向運動→→電子電流電子電流(2)(2)價電子遞補空穴價電子遞補空穴→→空穴電流空穴電流
注意:
(1) (1) 本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少, , 其導(dǎo)電性能很差;其導(dǎo)電性能很差;
(2) (2) 溫度愈高,溫度愈高,載流子的數(shù)目愈多載流子的數(shù)目愈多,,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈
好.所以,溫度對半導(dǎo)體器件性能影響很大.好.所以,溫度對半導(dǎo)體器件性能影響很大.
自由電子和自由電子和空穴都稱為載流子.空穴都稱為載流子.
自由電子和自由電子和空穴成對地產(chǎn)生的同時,又不斷復(fù)合.在一空穴成對地產(chǎn)生的同時,又不斷復(fù)合.在一定溫度下,載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達到動態(tài)平衡,半導(dǎo)體中載定溫度下,載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達到動態(tài)平衡,半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目.流子便維持一定的數(shù)目.
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