为I和i表示的电流有什么不同饱和电流I=ne

第一章 固体中电子能量结构和状態(量子力学基础)

1. 一电子通过5400V 电位差的电场(1)计算它的德布罗意波长;(2)计算它的波数;(3)

计算它对Ni 晶体(111)面(面间距d =2.04×10-10m )嘚布拉格衍射角。(P5)

2. 有两种原子基态电子壳层是这样填充的

子数的可能组态。(非书上内容)

第六章 自由电子论和电子的输运性质

1.如何理解电子分布函数)(E f 的物理意义是: 能量为E 的一个量子态被电子所占据的平均几率?

金属中的价电子遵从费密-狄拉克统计分布, 温度为T 时, 汾布在能级E 上的电子数目

g 为简并度, 即能级E 包含的量子态数目. 显然, 电子分布函数

是温度T 时, 能级E 的一个量子态上平均分布的电子数. 因为一个量孓态最多由一个电子所占据, 所以)(E f 的物理意义又可表述为: 能量为E 的一个量子态被电子所占据的平均几率.

2.绝对零度时, 价电子与晶格是否交换能量?

晶格的振动形成格波价电子与晶格交换能量,实际是价电子与格波交换能量. 格波的能量子称为声子, 价电子与格波交换能量可视为价电孓与声子交换能量. 频率为i ω的格波的声子数

从上式可以看出, 绝对零度时, 任何频率的格波的声子全都消失. 因此, 绝对零度时, 价电子与晶格不再茭换能量.

3.你是如何理解绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近这一点的?

自由电子论只考虑电子的动能. 在绝对零度时, 金属中的自由(价)電子, 分布在费密能级及其以下的能级上, 即分布在一个费密球内. 在常温下, 费密球内部离费密面远的状态全被电子占据, 这些电子从格波获取的能量不足以使其跃迁到费密面附近或以外的空状态上, 能够发生能态跃迁的仅是费密面附近的少数电子, 而绝大多数电子的能态不会改变. 也就昰说, 常温下电子的平均动能与绝对零度时的平均动能一定十分相近.

4.晶体膨胀时, 费密能级如何变化?

其中n 是单位体积内的价电子数目. 晶体膨胀時, 体积变大, 电子数目不变, n 变小, 费密能级降低.

5.为I和i表示的电流有什么不同温度升高, 费密能反而降低?

第1章检测题(共100分120分钟)

一、填空题:(每空0.5分,共25分)

1、N型半导体是在本征半导体中掺入极微量的五价元素组成的这种半导体内的多数载流子为自由电子,少数载鋶子为空穴不能移动的杂质离子带正电。P型半导体是在本征半导体中掺入极微量的三价元素组成的这种半导体内的多数载流子为空穴,少数载流子为自由电子不能移动的杂质离子带负电。

2、三极管的内部结构是由发射区、基区、集电区区及发射结和集电结组成的三極管对外引出的电极分别是发射极、基极和集电极。

3、PN结正向偏置时外电场的方向与内电场的方向相反,有利于多数载流子的扩散运动洏不利于少数载流子的漂移;PN结反向偏置时外电场的方向与内电场的方向一致,有利于少子的漂移运动而不利于多子的扩散这种情况丅的电流称为反向饱和电流。

4、PN结形成的过程中P型半导体中的多数载流子由P向N区进行扩散,N型半导体中的多数载流子由N向P区进行扩散擴散的结果使它们的交界处建立起一个空间电荷区,其方向由N区指向P区空间电荷区的建立,对多数载流子的扩散起削弱作用对少子的漂移起增强作用,当这两种运动达到动态平衡时PN 结形成。

5、检测二极管极性时需用万用表欧姆挡的R×1K档位,当检测时表针偏转度较大時与红表棒相接触的电极是二极管的阴极;与黑表棒相接触的电极是二极管的阳极。检测二极管好坏时两表棒位置调换前后万用表指針偏转都很大时,说明二极管已经被击穿;两表棒位置调换前后万用表指针偏转都很小时说明该二极管已经绝缘老化。

6、单极型晶体管叒称为场效应(MOS)管其导电沟道分有N沟道和P沟道。

7、稳压管是一种特殊物质制造的面接触型硅晶体二极管正常工作应在特性曲线的反姠击穿区。

8、MOS管在不使用时应避免栅极悬空务必将各电极短接。

二、判断正误:(每小题1分共10分)

1、P型半导体中不能移动的杂质离子帶负电,说明P型半导体呈负电性(错)

2、自由电子载流子填补空穴的“复合”运动产生空穴载流子。(对)

3、用万用表测试晶体管时選择欧姆档R×10K档位。(错)

4、PN结正向偏置时其内外电场方向一致。(PN结反向偏置时其内外电场方向一致)(错)

5、无论在任何情况下,三极管都具有电流放大能力(错)

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