四網(wǎng)合一光纖分纖箱雖然在半導(dǎo)體中能級(jí)還是離散的但是每組中能級(jí)彼此靠得很近,組成有一定寬度的帶。人們把這些組想象為很寬的,連續(xù)禁的能量區(qū),稱為能帶,如圖4-1-2所示由于內(nèi)層電子態(tài)之間的交疊小,原子間的影響弱,分成的能帶比較窄;而外層電子態(tài)之間的交疊大,能帶分裂的比較寬,對(duì)其他原子有較大影響,所以物質(zhì)的性質(zhì)主要由外層電子決定。鍺,硅,鎵,砷,銦等一些重要的半導(dǎo)體材料,都是典型的共價(jià)晶體。在共價(jià)晶體中,每個(gè)原子外層的電子和鄰近原子形成共價(jià)鍵,整個(gè)晶體就是通過(guò)這些共價(jià)鍵把原子聯(lián)系起來(lái)在半導(dǎo)體物理中,通常把這種形成共價(jià)鍵的價(jià)電子所占據(jù)的能帶稱為價(jià)帶價(jià)帶的能量較低,比價(jià)帶能量高的能帶稱為導(dǎo)帶。能量處于價(jià)帶和導(dǎo)帶之間的成分不能被電子占據(jù),這個(gè)成分稱為帶,它將價(jià)帶和導(dǎo)帶分隔開(kāi),當(dāng)一個(gè)受激電子從一個(gè)高能帶向一個(gè)低能導(dǎo)帶帶躍遷時(shí),發(fā)出一個(gè)光子。

四網(wǎng)合一光纖分纖箱介紹

同樣的道理也適用于費(fèi)米能級(jí)半導(dǎo)體,如果一個(gè)受激電子從導(dǎo)帶向價(jià)帶躍遷時(shí),它釋放的光子的能量EP大于或等于禁帶的能量Ex。由于在價(jià)帶和導(dǎo)帶之間不是一個(gè)而是多個(gè)能級(jí)參與輻射過(guò)程,所以半導(dǎo)體發(fā)射的光存圖413本征半導(dǎo)體的能帶分布在一定的光譜寬度半導(dǎo)體PN結(jié)的形成通常,在半導(dǎo)體材料中摻雜其他原子。如果在半導(dǎo)體材料中摻雜負(fù)電荷的載體以產(chǎn)生大量的電子,這種半導(dǎo)體被稱為N型半導(dǎo)體;摻雜的是正電荷的載體以產(chǎn)生大量的空穴,則稱為P型半導(dǎo)體。在P型半導(dǎo)體中存在大量帶正電的空穴,同時(shí)還存在著等量的帶負(fù)電的電離受主,它們的電性相互抵消而表現(xiàn)出電中性。同樣,在N型半導(dǎo)體中,帶負(fù)電的電子和等量的帶正電荷的電離施主在電性上也相互抵消。當(dāng)一個(gè)P型半導(dǎo)體和一個(gè)N型半導(dǎo)體有了物理接觸時(shí),就形成一個(gè)PN結(jié)。

四網(wǎng)合一光纖分纖箱結(jié)構(gòu)

在結(jié)的交界面處,載流子的濃度差引起擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),P區(qū)自建場(chǎng)空間電荷區(qū)一=N的空穴向N區(qū)擴(kuò)散,剩下帶負(fù)電的電離受主,從而在靠近PN結(jié)界面的區(qū)域形成eeO9db帶負(fù)電的區(qū)域。同樣,N區(qū)的電子向P區(qū)擴(kuò)3a⊙⊙0d日散,剩下帶正電的電離施主從而造成一個(gè)帶e°oo由正電的區(qū)域。載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的結(jié)果形成了個(gè)空間電荷區(qū),如在空間電荷區(qū)里,電場(chǎng)的方向由N區(qū)指°擴(kuò)散電子向P區(qū),這個(gè)電場(chǎng)稱為自建電場(chǎng)。在自建電場(chǎng)的作用下,載流子將產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng),漂移運(yùn)動(dòng)的方向正好與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)相反。開(kāi)始時(shí),擴(kuò)PN結(jié)的形成散運(yùn)動(dòng)占優(yōu)勢(shì),但隨著自建場(chǎng)的加強(qiáng),漂移運(yùn)動(dòng)也不斷加強(qiáng),后漂移運(yùn)動(dòng)抵消了擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。因此,當(dāng)不加外電壓時(shí),PN結(jié)是處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),宏觀上沒(méi)有電流流過(guò)。