Bây giờ chúng ta hãy bắt đầu bằng cách nhìn vào các đặc tính vận chuyển
trong bán dẫn.
Các tài liệu tham khảo cho việc này là trong cuốn sách Pierret của, lần đầu tiên hai
chương, hoặc các tài liệu phát tay, mà là trên các trang web.
Và chúng ta sẽ nói chuyện đầu tiên của tất cả
về các hành vi của các tàu sân bay trong chất rắn, chất bán dẫn,
những gì phí và khối lượng của chúng là, làm thế nào để chúng ta
dope các vật liệu để có được các tàu sân bay trong đó
ở nơi đầu tiên?
Và sau đó trong các mô-đun sau đó, chúng ta sẽ nhìn
vào hành động của các tàu sân bay, đó là
cách chúng tôi có thể tạo ra chúng, tiêu diệt chúng, và di chuyển chúng xung quanh.
Nhưng trước hết, các thuộc tính của hãng.
Các đặc tính cơ bản nhất là phí.
Và vì vậy chúng tôi có thể viết các phí, mà
là có được tích cực hay tiêu cực,
phụ thuộc vào bạn có lỗ thủng hoặc electron.
Và đó mới chỉ là phí điện tử 1,6 lần
10 đến trừ 19 cườm cho các điện tử
và tích cực cho lỗ.
Vì vậy, đó là đơn giản đủ.
Bây giờ khối lượng là nhiều hơn một chút của một khái niệm khó khăn.
Chúng tôi đang quan tâm ở đây với khối lượng hiệu dụng.
Và chúng ta có thể viết rằng khi m sao.
Các khối lượng hiệu là một khái niệm mà
cho phép bạn hiểu làm thế nào hãng đáp ứng
với một điện trường.
Vì vậy, chúng ta có thể viết được lực lượng lần trừ e E. Big E là
điện lĩnh vực chỉ là m sao dv bằng dt lần khối lượng
tăng tốc.
Vì vậy, đây chỉ là một định nghĩa của khối lượng hiệu dụng.
Và điều này là không giống như các khối chân không của electron.
Bởi vì khi các electron và các lỗ bên trong vững chắc,
họ đang không thực sự đáp ứng với điện trường bên ngoài.
Họ đang đối phó với bất cứ lĩnh vực
có bên trong vật liệu.
Vì vậy, bạn cần phải thêm các tiềm năng liên nguyên tử
trên đầu trang của điện trường áp dụng
để hiểu những gì sắp xếp của cảnh quan năng lượng
các tàu sân bay đang di chuyển theo.
Vì vậy, họ có thể hành động như là mặc dù nặng hay nhẹ hơn
so với một electron trong chân không.
Và chúng ta có thể đặt xuống một vài số điện thoại
cho khối lượng hiệu dụng này, số lượng hư cấu này mà
mô tả một cách nào đó mà các hãng này không phải là
hạt cổ điển.
Vì vậy, 300 K cho silicon, m sao của electron.
Tôi sẽ đưa n là chỉ số dưới cho electron chia m vô ích
là 1,18.
Vì vậy, các điện tử hành động như thể họ đang nặng hơn một chút.
Và sao mp là điểm vô ích 81.
Vì vậy, lỗ hành động như thể họ là một chút nhẹ hơn.
Họ đẩy nhanh hơn nếu bạn đặt một điện trường trên chúng.
Bây giờ cho germanium, chúng ta có thể đưa ra một số con số quá.
Germanium, chúng tôi nhận được 0,55 và 0,36.
Và cho gallium arsenide, chúng tôi nhận 0,66 và 0,52.
Vì vậy, bạn có thể thấy ở đây đó như xa như gallium arsenide là
có liên quan, các electron có khối lượng hiệu quả rất thấp.
Điều đó có nghĩa là khi chúng ta đặt một điện trường trên gallium
arsenide, các electron sẽ tăng tốc rất nhanh.
Và vì vậy chúng tôi có thể mong đợi rằng gallium arsenide
sẽ có tính linh động rất cao.
Những loại thiết bị sẽ làm việc rất nhanh chóng
nếu chúng ta dựa vào các điện tử.
Nếu chúng ta dựa trên các lỗ, chúng tôi không mong
rằng các lỗ thực sự không đặc biệt ánh sáng,
chúng tôi sẽ không có được một phản ứng nhanh như
vậy, nếu chúng ta đang sử dụng một thiết bị dựa trên các lỗ.
Hãy nhìn tại các thuộc tính nội tại của chất bán dẫn,
có nghĩa là, các tài sản trong trường hợp không có tạp chất như nhóm
ba hoặc nhóm năm, trong trường hợp của nhóm bốn chất bán dẫn.
Vì vậy, trong một chất bán dẫn nội tại,
chúng tôi có số lượng bằng nhau của các điện tử và lỗ trống.
Và được gọi là ni của con số đó, các tàu sân bay nội
nồng.
Và đối với silic ở nhiệt độ phòng,
con số đó là 10 đến 10 tàu sân bay trên một centimet khối
ở nhiệt độ phòng.
Đó là về 300 k.
Vì vậy, trong trường hợp của silic, nó có 5 lần 10
đến 22 nguyên tử trên một centimet khối.
Vì vậy, bạn có thể thấy rằng trên thực tế, mặc dù 10
đến 10 âm thanh như rất nhiều, chỉ khoảng một trong 10 đến 12,
một trong một nghìn tỷ của các nguyên tử bị ion hóa để sản xuất
các điện tử và lỗ trống.
Bây giờ cho gallium arsenide, trong đó có một khe hở lớn hơn và ít hơn
các tàu sân bay nội tại, con số đó đi ra như 2 lần 10
với 6 mỗi cm khối, vì vậy thậm chí ít hơn.
Điều đó có nghĩa là có một tỷ lệ rất, rất nhỏ của gallium
và asen nguyên tử đang thực sự trên ion hóa trong rắn ở phòng
nhiệt độ.
Đây là một dấu hiệu cho thấy lý do tại sao khoa học vật liệu đã thực sự là
một công nghệ cho phép cho vi điện tử.
Bởi vì để quan sát hiệu ứng dopant
và hiểu được hành vi của các tài liệu này,
chúng tôi thực sự phải bắt đầu với chất lượng rất tốt,
vật liệu có độ tinh khiết cao và các phương pháp thanh lọc
được xây dựng cho silic và các vật liệu khác như vậy
thực sự đến trực tiếp từ các ngành công nghiệp kim loại,
nơi nó được nổi tiếng như thế nào để làm tinh chế vùng
và kết tinh của kim loại để có được các kim loại rất tinh khiết.
Vì vậy, chúng ta cần tài liệu chuyên môn để
xử lý các loại vật liệu và tạo ra một cái gì đó mà sẽ
thể hiện tính chất nội tại.
Bây giờ hầu hết các thiết bị thực sự được dựa trên hành vi bên ngoài
của chất bán dẫn.
ngoại sinh có nghĩa là chúng ta có tạp chất trong đó
và các tạp chất có thể được các nhà tài trợ, trong đó
tặng electron, chất nhận mà chấp nhận electron.
Vì vậy, bạn có thể nghĩ về họ như quyên góp lỗ
vào vật liệu.
Và chúng ta biết những từ lớp học trước đó của chúng tôi
3,024 và vv.
Trong silicon, mà là ở đây, các nhà tài trợ mà tặng electron
là những người mà có thêm các điện tử.
Đó là fives nhóm.
Và những người ở đây, đó là những người chấp nhận
của những người thân trong nhóm ba.
Vì vậy, đó là đơn giản đủ cho một cái gì đó
giống như silicon hoặc germanium.
Đối với gallium arsenide, cho dù một nguyên tử
là một nhà tài trợ hoặc chất nhận rằng phụ thuộc vào các trang web
nó ngồi.
Vì vậy, nếu nó ngồi trên các trang web gali,
sau đó một silicon sẽ là một nhà tài trợ.
Nhưng nếu silicon đang ngồi trên một trang web asen,
nó sẽ là một người chấp nhận.
Vì vậy, hành vi, hành vi dopant
trong hợp chất bán dẫn là khá phức tạp hơn.
Nhưng bây giờ, chúng tôi sẽ chỉ tập trung vào vật liệu
như silicon hoặc germanium và chúng tôi sẽ
xem làm thế nào các nhà tài trợ và người chấp nhận làm việc
để tạo ra các tàu sân bay trong tài liệu mà
sẽ cung cấp cho chúng tôi các thuộc tính điện tử của chúng tôi.
Vì vậy, chúng ta có thể nghĩ về các nhà tài trợ hoặc các chất nhận
như ngồi trong mạng.
Họ có phải là một phần của mạng tinh thể.
Tôi sẽ viết một chút phác họa ở đây cho thấy silicon.
Silicon có bốn trái phiếu cho từng quốc gia láng giềng
với một định hướng tứ diện.
Và chúng ta sẽ mất một trong những,
và chúng tôi sẽ thay thế nó với, hãy nói, phốt pho.
Tôi sẽ đặt một nguyên tử phốt pho ở đây.
Và phốt pho có một electron thêm.
Vì vậy, electron có thể được giải phóng từ phốt pho
và nó có thể di chuyển tự do.
Vì vậy, chúng ta sẽ có một electron ở đó.
Và chúng ta sẽ để lại một điện tích dương phía sau.
Điểm quan trọng là electron là điện thoại di động.
Vì vậy, khi nó đã thoát khỏi nguyên tử phốt pho,
nó có thể di chuyển trong mạng tinh thể.
Trong khi đó, các điện tích dương những gì còn lại đằng sau
là liên kết với các nguyên tử phốt pho
và nó không phải đi bất cứ nơi nào trừ khi bạn đang xử lý
ở nhiệt độ rất, rất cao như 1.000 độ
C. Điều này có độ khuyếch tán rất thấp.
Vì vậy, những gì chúng tôi kết thúc với một electron di động
và tĩnh phí, một khoản phí cố định
mà không thực sự di chuyển.
Và điều tương tự sẽ xảy ra ngược lại cho những người chấp nhận
nếu chúng ta có một người chấp nhận ở đây, boron , nói.
Sau đó, nó là lỗ mà trở thành miễn phí
và một khoản phí không gian âm được bỏ lại phía sau.
đang được dịch, vui lòng đợi..