從零開(kāi)始學(xué)電子之基礎篇

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 06:48:26

這個(gè)是“共有價(jià)電子對”的示意圖。

大家知道，“原子物理”是比較抽象的，所以大家要充分的展開(kāi)“空間想象力”。呵呵

對于“硅（單晶硅）”這樣的材料中存在大量的“硅原子”，這些硅原子是怎樣樣結合起來(lái)（通過(guò)一種什么樣的結合力互相聯(lián)系）構成材料（宏觀(guān)物體）的，通過(guò)我們上貼中對“共價(jià)鍵”概念的學(xué)習，相信大家也能略知一二了。呵呵

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 06:52:39

好的今天就到這里，祝大家愉快。再見(jiàn)

水平有限，錯誤難免。歡迎大家批評、指教。

謝謝。

xiaoxiao · 發(fā)表于 2011-5-22 10:57:11

http://www.mydj99.com/dj/11599.htm
加油！

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 21:59:33

大家好，非常高興每天都能和大家在一起學(xué)習一下。

這里沒(méi)有老師，我們是一起進(jìn)步。

“滴水穿石”，這就是“日積月累”的意義所在。

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 22:11:42

“重要的半導體材料，如鍺、硅等都有四個(gè)價(jià)電子，它們的晶體結構和金剛石相同�！�
“在室溫下，金剛石晶體是良好的絕緣體。這表示金剛石晶體中的幾乎所有的價(jià)電子都被共價(jià)鍵束縛住，可以參加導電的自由電子極少。不過(guò)，在大多數共價(jià)鍵晶體中，共價(jià)鍵的束縛并不象金剛石那么強，即使在室溫下，仍有一部分價(jià)電子依靠熱運動(dòng)的能量，擺脫共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，使晶體具有一定的導電本領(lǐng)。因此，大多數的共價(jià)鍵晶體都是半導體，象硅、鍺等都是典型的半導體�！�
摘自《半導體物理基礎》鄭福潔吳士忠編

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 22:26:08

大家知道咯，金剛石就是“鉆石”哦。

大家可能都見(jiàn)過(guò)“水晶（不是鉆石哦）”，晶振里面的“晶體”就是水晶（石）制作的。

水晶（石）也是一種和硅類(lèi)似的晶體結構（共價(jià)鍵結構）。

大家知道，水晶石一般是不導電的，是良好的絕緣體。

為什么具有相同結構的不同物質(zhì)之間的導電性能有很大的差異呢？如上所述，我們知道，這種情況主要決定于原子中最外層的電子即價(jià)電子和原子核之間的“束縛力” 的大小。象金剛石、水晶石這樣的呢，價(jià)電子和原子核之間的束縛力（電磁作用力）很大，所以?xún)r(jià)電子不可能脫離原子系統成為在各個(gè)原子之間自由活動(dòng)的“自由電子”。象硅、鍺這樣的材料中呢，情況就有些特殊了。當溫度升高的時(shí)候，價(jià)電子的能量將增大，從而使其有可靠擺脫原子核的電磁束縛，成為一個(gè)能夠在各個(gè)原子之間自由運動(dòng)的“自由電子”，這種情況呢也稱(chēng)為“熱激發(fā)”。當然，能夠使價(jià)電子成為自由電子的原因不僅僅是由于熱，象光照、力的作用等都可能使價(jià)電子的能量增大。

“水晶(Quartz Crystal)是一種無(wú)色透明的大型石英結晶體礦物。它的主要化學(xué)成份是二氧化硅�；瘜W(xué)式為SiO2。水晶呈無(wú)色、紫色、黃色、綠色及煙色等。玻璃光澤。透明至半透明。硬度7。性脆。無(wú)解理。水晶密度：2.56－2.66克/立方厘米。水晶折射率：1.544－1.553，幾乎不超出此范圍。水晶色散：0.013。水晶熔點(diǎn)為1713℃”
——摘自百度百科

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 22:39:28

“在理想的情況下，半導體內不存在可以自由行動(dòng)的電子，電子都被束縛在原子核周?chē)�，其中的價(jià)電子則構成聯(lián)結原子核的共價(jià)鍵。共價(jià)鍵中的電子并不是絕對不可移動(dòng)的，當外界對半導體有某種作用時(shí)，共價(jià)鍵中的電子獲得足夠的能量，它就可以擺脫共價(jià)鍵的束縛，成為可以自由運動(dòng)的電子。這時(shí)在原來(lái)的共價(jià)鍵上就留下了一個(gè)空位，叫做“空穴”�！�
——摘自《半導體物理基礎》鄭福潔吳士忠編

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 22:48:06

大家請注意上面這段話(huà)中的一個(gè)重要概念——空穴。

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 22:54:59

“所謂“外界作用”可以有很多方式，例如光的照射、對晶體加熱使之溫度升高等等。在價(jià)電子未掙脫時(shí)，原子核的正電荷與電子的負電荷彼此中和，晶體各處是不帶電的，然后一旦晶體的局部區域價(jià)電子從共價(jià)鍵中掙脫出來(lái)，那里就少了一個(gè)電子，相當于在那里出現了一個(gè)帶正電的空位。因此空穴可以認為是一種帶正電的“粒子”�！�
“外界作用使電子從共價(jià)鍵中掙脫出來(lái)的過(guò)程稱(chēng)為本征激發(fā)。本征激發(fā)引起半導體內出現一些電子空穴對�！�
————摘自《半導體物理基礎》鄭福潔吳士忠編

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 23:17:54

好的，大家請看圖。

這個(gè)圖的意思就是如上所述的：“當一個(gè)價(jià)電子的能量增大后，可以擺脫共價(jià)鍵的束縛時(shí)，它就會(huì )成為一個(gè)“自由電子”。同時(shí)在原來(lái)的共價(jià)鍵處留下一個(gè)“帶正電的空穴”�！�

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 23:28:35

好的，那么共價(jià)鍵中“空穴”是帶有正電荷的（我們用放射狀紅色虛線(xiàn)表示空穴激發(fā)的電場(chǎng)），它必然會(huì )吸引附近的“自由電子（帶負電荷）”進(jìn)入非平衡的共價(jià)鍵中，使其恢復共價(jià)鍵的“電荷平衡狀態(tài)”。

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-22 23:34:27

水平有限，錯誤難免。一切言論，僅供參考。歡迎批評，指教。謝謝

今天就到這里，祝大家晚安。

再見(jiàn)。

忽悠八你 · 發(fā)表于 2011-5-23 00:45:19

版主啊，我現在終于知道啥子叫“跳槽”了。

原來(lái)跳槽就像是空穴的原理一樣的，是能量增大了撒。

忽悠八你 · 發(fā)表于 2011-5-23 00:48:04

也就是說(shuō)，跳槽不就是等于空穴了嗎？

版主啊，你說(shuō)是不是撒

xiaoxiao · 發(fā)表于 2011-5-23 02:48:10

你給我跳個(gè)槽看看，我呸……

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-23 20:43:36

大家晚上好，我們繼續學(xué)習半導體的導電機理。

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-23 21:29:33

好，大家請看，這個(gè)是一塊1.5V堿性干電池內部的剖面。這個(gè)是放大了20倍的，呵呵

外面的碳柱（中空的）是電池的“正極”，中間銅柱是電池的“負極”。而銅柱和碳柱之間的是化學(xué)物質(zhì)。

這是一塊用完電的報廢電池，我覺(jué)得就這樣仍了有些可惜，于是乎俺就用俺那250的顯微鏡留下了這張“美麗”的相片。

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-23 21:44:16

這是極板之間的“化學(xué)物質(zhì)”，這個(gè)放大了200倍，呵呵

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-23 21:52:11

OK，現在請大家想象一下（請充分的發(fā)揮出您的空間想象力）。

想象一下什么呢？

想象一下“自由電子”是怎樣運動(dòng)的。

wb61850 · 發(fā)表于 2011-5-23 22:17:14

好的大家請看圖。我呢來(lái)解釋一下這張圖。

這張圖呢試圖說(shuō)明：“在金屬導體中自由電子的分布狀況”。

請大家注意，圖中藍色的區域表示“自由電子”，紅色的區域表示“原子”。

這張圖的意思是說(shuō)“在金屬類(lèi)的導體中，含有極多的自由電子，這些自由電子充滿(mǎn)了整個(gè)導體”。

大家知道，這里所說(shuō)的“自由電子”一般是指原子最外層的“價(jià)電子”。