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半导体光电子学复习PPT课件


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名词解释
异质结 两种不同的半导体相接触所形成的界面区域。不同
的半导体各具不同的带隙能量。
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4
名词解释
简并半导体 当杂质浓度超过一定数量后,载流子开始简并化的
现象称为重掺杂(施主杂质或是受主杂质的浓度 很大),即费米能级进入了价带或导带的半导体。
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5
名词解释
带隙 导带与价带间的的能量差,或者叫禁带宽度。
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6
名词解释
费米分布 热平衡状态下,电子在允许的量子态上如何分布的
一个统计分布函数
1 f (E)
1exp(E Ef ) kBT
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7
同色异谱
名词解释
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8
光源的色温和相关色温
当某一光源的颜色与某一温度下黑体的颜色相同时,
黑体的温度Tc即为这种光源的颜色温度,简称色
温,单位为开尔文,符号K。
名词解释
施主杂质 施主能级(续前)
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14
名词解释
受主杂质 受主能级 当III族元素B在Si中成为替位式杂质且电离时,能
够接受电子而产生导电空穴并形成负电中心,称 它们为受主杂质或p型杂质
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名词解释
受主杂质 受主能级(续前)
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名词解释
光电二级管的量子效率
产 生 和 被 收 集 入 的 射 自 光 由 子 电 数 子 目 空 穴 对 数 目
对; 3. 在TK时,有两种载流子可以参与导电,即自由电
子和空穴。
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简答题
举例说明半导体材料的分类 按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大
类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导 体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、 Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物 (锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合 物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓 砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的 玻璃半导体、有机半导体等。
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19
名词解释
状态密度 晶体中每单位体积,单位能量的电子能态(电子波
函数)的数目。
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20
名词解释
替位式杂质和间隙式杂质 A-间隙式杂质原子:原子半径比较小 B-替位式杂质原子:原子的大小与被 取代的晶体原子大小比较相近
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21
简答题
本征半导体的特点: 1. 在0K时,呈绝缘体特征; 2. 在TK时,受热激发(本征激发);产生电子空穴
I
p
h
0
是一次的没有经过倍增的光电流,这个电 流是在没有倍增之下测量的,比如在小的反向偏
压下测量。
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18
名词解释
视敏函数 在等能量分布的光谱中,虽然各种波长的光辐射功
率相同,但是人眼感到最暗的是红色,其次是蓝 色与紫色,而最亮的则是黄绿色。由此可见,人 眼对不同波长的光具有不同的视觉敏感程度。显 然,人眼的视敏度是波长的函数,我们通常将这 一关系称为视敏函数。
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24
简答题
简要阐述光电效应(包括外光电效应和内光电效应). 光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,
也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象 被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生 伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外 光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内 光电效应。
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2
名词解释
PN结
把P型半导体和N型半导体结合在一起,P区(P型半 导体)中空穴浓度大,N区中电子浓度大。因此 在两者的结合面会发生电子与空穴的扩散。空穴 和电子会相互越过交界面进行复合,这样就在N 区靠近交接面处带正电荷,在P区靠近交接面处 带负电荷,即在P区和N区交界面的薄层区内一边 带正电荷,一边带负电荷,这个薄层称之为PN结。
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简答题
简要阐述半导体中电子扩散与漂移的区别.
扩散运动是由载流子的浓度差引起的,浓 度高处的载流子总是要向浓度低处扩散运动。漂 移:假设给半导体一个电场,此场产生力作用在 自由电子及空穴而产生漂移。电子和空穴在电场 E的作用下,要发生漂移运动。电子逆场强方向 运动,空穴则顺场强方向而运动。 扩散(diffusion):由浓度改变(浓度梯度)所引起 漂移(Drift):由电场引起
名词解释
本征半导体 本征半导体不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本
征半导体。
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1
名词解释
N型半导体
也称为电子型半导体,其自由电子浓度远大于空穴 浓度的杂质半导体。 在纯净的硅晶体中掺入五 价元素(如磷、砷、锑等),使之取代晶格中硅 原子的位置,就形成了N型半导体。在N型半导体 中,自由电子为多数载流子,空穴为少数载流子, 主要靠自由电子导电。自由电子主要由杂质原子 提供,空穴由热激发形成。掺入的杂质越多,多 数载流子(自由电子)的浓度就越高,导电性能 就越强。
Iph / e P0 /( h )
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17
名词解释
雪崩倍增因子 在雪崩区中载子的倍增的倍数与此区中撞击电离几
率有关,也就是与此区的电场有关,亦即与反向 偏压Vr有关。APD的整体或有效的雪崩倍增因子 (avalanche multiplication factor) M定义为
M 一 次 的 没 倍 有 增 经 后 过 的 倍 光 增 电 的 流 光 电 流 IIp p h h 0
的强度.
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12
名词解释
施主杂质 施主能级 当V族元素P在Si中成为替位式杂质且电离时,能够
释放电子而产生导电电子并形成正电中心,称它 们为施主杂质或n型杂质.成键后,P 原子多余 1 个价电子. (1)比成键电子自由得多,ED >> EV (2)与导带电子也有差别(受到 P+ 库仑吸引作用)
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当某一种光源的颜色与在某一温度下的黑体颜色最 接近时, 黑体的温度即为这种光源的相关色温。
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三原色说
由杨和黑尔姆兹提出,也称杨一黑理论。他们认为 任何颜色都能由三种波长的纯光混合而产生。人 具有三种不同形态的锥体细胞,它们分别对红、 绿、蓝三种原色最敏感。以不同比例混合这三种 原色,可以产生各种不同颜色。
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名词解释
外光电效应
Ek
外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子
的行为。当金属表面在特定的光辐照作用下,金
属会吸收光子并发射电子,发射出来的电子叫做
光电子。光的波长需小于某一临界值(相等于光
的频率高于某一临界值)时方能发射电子,其临
界值即极限频率和极限波长。临界值取决于金属
材料,而发射电子的能量取决于光的波长而非光
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