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文檔簡介
半導(dǎo)體物理學(xué)半導(dǎo)體物理學(xué)教材:《半導(dǎo)體物理學(xué)》(第六版),劉恩科等編著,電子工業(yè)出版社參考書:《半導(dǎo)體物理與器件》(第三版),DonaldA.Neamen著,電子工業(yè)出版社
課程考核辦法
:本課采用開卷筆試的考核辦法。第九周安排一次期中考試。總評成績構(gòu)成比例為:平時成績10%;期中考試45%;期末考試45%半導(dǎo)體物理學(xué)半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非平衡載流子pn結(jié)金屬和半導(dǎo)體的接觸半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)固態(tài)電子學(xué)分支之一微電子學(xué)光電子學(xué)研究在固體(主要是半導(dǎo)體〕材料上構(gòu)成的微小型化器件、電路、及系統(tǒng)的電子學(xué)分支學(xué)科微電子學(xué)簡介:半導(dǎo)體概要微電子學(xué)研究領(lǐng)域半導(dǎo)體器件物理集成電路工藝集成電路設(shè)計(jì)和測試微電子學(xué)發(fā)展的特點(diǎn)向高集成度、低功耗、高性能高可靠性電路方向發(fā)展與其它學(xué)科互相滲透,形成新的學(xué)科領(lǐng)域:光電集成、MEMS、生物芯片半導(dǎo)體概要固體材料分成:超導(dǎo)體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體什么是半導(dǎo)體?半導(dǎo)體及其基本特性半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非平衡載流子pn結(jié)金屬和半導(dǎo)體的接觸半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)半導(dǎo)體的純度和結(jié)構(gòu)
純度極高,雜質(zhì)<1013cm-3結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)單胞對于任何給定的晶體,可以用來形成其晶體結(jié)構(gòu)的最小單元注:(a)單胞無需是唯一的
(b)單胞無需是基本的晶體結(jié)構(gòu)三維立方單胞
簡立方、體心立方、面立方金剛石晶體結(jié)構(gòu)金剛石結(jié)構(gòu)原子結(jié)合形式:共價鍵形成的晶體結(jié)構(gòu):構(gòu)成一個正四面體,具有金剛石晶體結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體有:
元素半導(dǎo)體如Si、Ge
金剛石晶體結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體有:
化合物半導(dǎo)體如GaAs、InP、ZnS閃鋅礦晶體結(jié)構(gòu)金剛石型閃鋅礦型練習(xí)1、單胞是基本的、不唯一的單元。()2、按半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)來分,應(yīng)用最為廣泛的是()。3、寫出三種立方單胞的名稱,并分別計(jì)算單胞中所含的原子數(shù)。4、計(jì)算金剛石型單胞中的原子數(shù)。原子的能級電子殼層不同支殼層電子1s;2s,2p;3s,2p,3d;…共有化運(yùn)動+14電子的能級是量子化的n=3四個電子n=28個電子n=12個電子SiHSi原子的能級原子的能級的分裂孤立原子的能級4個原子能級的分裂原子的能級的分裂原子能級分裂為能帶Si的能帶(價帶、導(dǎo)帶和帶隙〕價帶:0K條件下被電子填充的能量的能帶導(dǎo)帶:0K條件下未被電子填充的能量的能帶帶隙:導(dǎo)帶底與價帶頂之間的能量差半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)導(dǎo)帶價帶Eg自由電子的運(yùn)動微觀粒子具有波粒二象性半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動薛定諤方程及其解的形式布洛赫波函數(shù)固體材料分成:超導(dǎo)體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體固體材料的能帶圖半導(dǎo)體、絕緣體和導(dǎo)體半導(dǎo)體的能帶本征激發(fā)練習(xí)1、什么是共有化運(yùn)動?2、畫出Si原子結(jié)構(gòu)圖(畫出s態(tài)和p態(tài)并注明該能級層上的電子數(shù))3、電子所處能級越低越穩(wěn)定。()4、無論是自由電子還是晶體材料中的電子,他們在某處出現(xiàn)的幾率是恒定不變的。()5、分別敘述半導(dǎo)體與金屬和絕緣體在導(dǎo)電過程中的差別。半導(dǎo)體中E(K)與K的關(guān)系在導(dǎo)帶底部,波數(shù),附近值很小,將在附近泰勒展開半導(dǎo)體中E(K)與K的關(guān)系令代入上式得自由電子的能量微觀粒子具有波粒二象性半導(dǎo)體中電子的平均速度在周期性勢場內(nèi),電子的平均速度u可表示為波包的群速度自由電子的速度微觀粒子具有波粒二象性半導(dǎo)體中電子的加速度半導(dǎo)體中電子在一強(qiáng)度為E的外加電場作用下,外力對電子做功為電子能量的變化半導(dǎo)體中電子的加速度令即有效質(zhì)量的意義自由電子只受外力作用;半導(dǎo)體中的電子不僅受到外力的作用,同時還受半導(dǎo)體內(nèi)部勢場的作用意義:有效質(zhì)量概括了半導(dǎo)體內(nèi)部勢場的作用,使得研究半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動規(guī)律時更為簡便(有效質(zhì)量可由試驗(yàn)測定)空穴只有非滿帶電子才可導(dǎo)電導(dǎo)帶電子和價帶空穴具有導(dǎo)電特性;電子帶負(fù)電-q(導(dǎo)帶底),空穴帶正電+q(價帶頂)K空間等能面在k=0處為能帶極值導(dǎo)帶底附近價帶頂附近K空間等能面以、、為坐標(biāo)軸構(gòu)成空間,空間任一矢量代表波矢導(dǎo)帶底附近K空間等能面對應(yīng)于某一值,有許多組不同的,這些組構(gòu)成一個封閉面,在著個面上能量值為一恒值,這個面稱為等能量面,簡稱等能面。等能面為一球面(理想)半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非平衡載流子pn結(jié)金屬和半導(dǎo)體的接觸半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)與理想情況的偏離晶格原子是振動的材料含雜質(zhì)晶格中存在缺陷點(diǎn)缺陷(空位、間隙原子)線缺陷(位錯)面缺陷(層錯)與理想情況的偏離的影響極微量的雜質(zhì)和缺陷,會對半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生決定性的影響,同時也嚴(yán)重影響半導(dǎo)體器件的質(zhì)量。1個B原子/個Si原子在室溫下電導(dǎo)率提高倍Si單晶位錯密度要求低于與理想情況的偏離的原因理論分析認(rèn)為,雜質(zhì)和缺陷的存在使得原本周期性排列的原子所產(chǎn)生的周期性勢場受到破壞,并在禁帶中引入了能級,允許電子在禁帶中存在,從而使半導(dǎo)體的性質(zhì)發(fā)生改變。硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級例:如圖所示為一晶格常數(shù)為a的Si晶胞,求:(a)Si原子半徑(b)晶胞中所有Si原子占據(jù)晶胞的百分比解:(a)(b)間隙式雜質(zhì)、替位式雜質(zhì)雜質(zhì)原子位于晶格原子間的間隙位置,該雜質(zhì)稱為間隙式雜質(zhì)。間隙式雜質(zhì)原子一般比較小,如Si、Ge、GaAs材料中的離子鋰(0.068nm)。雜質(zhì)原子取代晶格原子而位于晶格點(diǎn)處,該雜質(zhì)稱為替位式雜質(zhì)。替位式雜質(zhì)原子的大小和價電子殼層結(jié)構(gòu)要求與被取代的晶格原子相近。如Ⅲ、Ⅴ族元素在Si、Ge晶體中都為替位式雜質(zhì)。間隙式雜質(zhì)、替位式雜質(zhì)單位體積中的雜質(zhì)原子數(shù)稱為雜質(zhì)濃度練習(xí)1、實(shí)際情況下k空間的等能面與理想情況下的等能面分別是如何形狀的?它們之間有差別的原因?2、實(shí)際情況的半導(dǎo)體材料與理想的半導(dǎo)體材料有何不同?3、雜質(zhì)和缺陷是如何影響半導(dǎo)體的特性的?施主:摻入在半導(dǎo)體中的雜質(zhì)原子,能夠向半導(dǎo)體中提供導(dǎo)電的電子,并成為帶正電的離子。如Si中的P和AsN型半導(dǎo)體As半導(dǎo)體的摻雜施主能級受主:摻入在半導(dǎo)體中的雜質(zhì)原子,能夠向半導(dǎo)體中提供導(dǎo)電的空穴,并成為帶負(fù)電的離子。如Si中的BP型半導(dǎo)體B半導(dǎo)體的摻雜受主能級半導(dǎo)體的摻雜Ⅲ、Ⅴ族雜質(zhì)在Si、Ge晶體中分別為受主和施主雜質(zhì),它們在禁帶中引入了能級;受主能級比價帶頂高,施主能級比導(dǎo)帶底低,均為淺能級,這兩種雜質(zhì)稱為淺能級雜質(zhì)。雜質(zhì)處于兩種狀態(tài):中性態(tài)和離化態(tài)。當(dāng)處于離化態(tài)時,施主雜質(zhì)向?qū)峁╇娮映蔀檎娭行?;受主雜質(zhì)向價帶提供空穴成為負(fù)電中心。半導(dǎo)體中同時存在施主和受主雜質(zhì),且。N型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體半導(dǎo)體中同時存在施主和受主雜質(zhì),且。P型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體雜質(zhì)的補(bǔ)償作用半導(dǎo)體中同時存在施主和受主雜質(zhì)時,半導(dǎo)體是N型還是P型由雜質(zhì)的濃度差決定半導(dǎo)體中凈雜質(zhì)濃度稱為有效雜質(zhì)濃度(有效施主濃度;有效受主濃度)雜質(zhì)的高度補(bǔ)償()點(diǎn)缺陷弗倉克耳缺陷間隙原子和空位成對出現(xiàn)肖特基缺陷只存在空位而無間隙原子間隙原子和空位這兩種點(diǎn)缺陷受溫度影響較大,為熱缺陷,它們不斷產(chǎn)生和復(fù)合,直至達(dá)到動態(tài)平衡,總是同時存在的??瘴槐憩F(xiàn)為受主作用;間隙原子表現(xiàn)為施主作用點(diǎn)缺陷替位原子(化合物半導(dǎo)體)位錯位錯是半導(dǎo)體中的一種缺陷,它嚴(yán)重影響材料和器件的性能。位錯施主情況受主情況練習(xí)1、Ⅲ、Ⅴ族雜質(zhì)在Si、Ge晶體中為深能級雜質(zhì)。()2、受主雜質(zhì)向價帶提供空穴成為正電中心。()3、雜質(zhì)處于兩種狀態(tài):()和()。4、空位表現(xiàn)為()作用,間隙原子表現(xiàn)為()作用。5、以Si在GaAs中的行為為例,說明Ⅳ族雜質(zhì)在Ⅲ—Ⅴ化合物中可能出現(xiàn)的雙性行為。半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非平衡載流子pn結(jié)金屬和半導(dǎo)體的接觸半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)熱平衡狀態(tài)在一定溫度下,載流子的產(chǎn)生和載流子的復(fù)合建立起一動態(tài)平衡,這時的載流子稱為熱平衡載流子。半導(dǎo)體的熱平衡狀態(tài)受溫度影響,某一特定溫度對應(yīng)某一特定的熱平衡狀態(tài)。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性受溫度影響劇烈。態(tài)密度的概念能帶中能量附近每單位能量間隔內(nèi)的量子態(tài)數(shù)。能帶中能量為無限小的能量間隔內(nèi)有個量子態(tài),則狀態(tài)密度為態(tài)密度的計(jì)算狀態(tài)密度的計(jì)算單位空間的量子態(tài)數(shù)能量在空間中所對應(yīng)的體積前兩者相乘得狀態(tài)數(shù)根據(jù)定義公式求得態(tài)密度空間中的量子態(tài)在空間中,電子的允許能量狀態(tài)密度為,考慮電子的自旋情況,電子的允許量子態(tài)密度為,每個量子態(tài)最多只能容納一個電子。態(tài)密度導(dǎo)帶底附近狀態(tài)密度(理想情況)態(tài)密度(導(dǎo)帶底)(價帶頂)練習(xí)1、推導(dǎo)價帶頂附近狀態(tài)密度費(fèi)米能級根據(jù)量子統(tǒng)計(jì)理論,服從泡利不相容原理的電子遵循費(fèi)米統(tǒng)計(jì)律對于能量為E的一個量子態(tài)被一個電子占據(jù)的概率為稱為電子的費(fèi)米分布函數(shù)空穴的費(fèi)米分布函數(shù)?費(fèi)米分布函數(shù)
稱為費(fèi)米能級或費(fèi)米能量溫度導(dǎo)電類型雜質(zhì)含量能量零點(diǎn)的選取處于熱平衡狀態(tài)的電子系統(tǒng)有統(tǒng)一的費(fèi)米能級費(fèi)米分布函數(shù)當(dāng)時若,則若,則在熱力學(xué)溫度為0度時,費(fèi)米能級可看成量子態(tài)是否被電子占據(jù)的一個界限
當(dāng)時若,則若,則若,則費(fèi)米能級是量子態(tài)基本上被電子占據(jù)或基本上是空的一個標(biāo)志玻爾茲曼分布函數(shù)當(dāng)時,由于,所以費(fèi)米分布函數(shù)轉(zhuǎn)化為稱為電子的玻爾茲曼分布函數(shù)玻爾茲曼分布函數(shù)空穴的玻爾茲曼分布函數(shù)玻爾茲曼分布函數(shù)導(dǎo)帶中電子分布可用電子的玻爾茲曼分布函數(shù)描寫(絕大多數(shù)電子分布在導(dǎo)帶底);價帶中的空穴分布可用空穴的玻爾茲曼分布函數(shù)描寫(絕大多數(shù)空穴分布在價帶頂)服從費(fèi)米統(tǒng)計(jì)律的電子系統(tǒng)稱為簡并性系統(tǒng);服從玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)律的電子系統(tǒng)稱為非簡并性系統(tǒng)費(fèi)米統(tǒng)計(jì)律與玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)律的主要差別:前者受泡利不相容原理的限制練習(xí)1、空穴占據(jù)費(fèi)米能級的概率在各種溫度下總是1/2。()2、費(fèi)米能級位置較高,說明有較多的能量較高的量子態(tài)上有電子。()3、能量為E的一個量子態(tài)被一個空穴占據(jù)的概率為()。4、為什么電子分布在導(dǎo)帶底,空穴分布在價帶頂?導(dǎo)帶中的電子濃度在導(dǎo)帶上的間有個電子從導(dǎo)帶底到導(dǎo)帶頂對進(jìn)行積分,得到能帶中的電子總數(shù),除以半導(dǎo)體體積,就得到了導(dǎo)帶中的電子濃度
導(dǎo)帶中的電子濃度導(dǎo)帶中的電子濃度導(dǎo)帶寬度的典型值一般,,所以,因此,,積分上限改為并不影響結(jié)果。由此可得導(dǎo)帶中電子濃度為價帶中的空穴濃度同理得價帶中的空穴濃度載流子濃度乘積同理得價帶中的空穴濃度熱平衡狀態(tài)下的非簡并半導(dǎo)體中,在一定的溫度下,乘積是一定的,如果電子濃度增大,空穴濃度就會減小;反之亦然本征半導(dǎo)體載流子濃度本征半導(dǎo)體無任何雜質(zhì)和缺陷的半導(dǎo)體本征費(fèi)米能級本征載流子濃度(既適用于本征半導(dǎo)體,也適用于非簡并的雜志半導(dǎo)體)雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子濃度一個能級能容納自旋方向相反的兩個電子雜質(zhì)能級只能是下面兩種情況之一被一個有任一自旋方向的電子占據(jù)不接受電子雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子濃度施主能級上的電子濃度(沒電離的施主濃度)受主能級上的電子濃度(沒電離的受主濃度)雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子濃度電離施主濃度電離受主濃度n和p的其他變換公式本征半導(dǎo)體時,
費(fèi)米能級對摻雜半導(dǎo)體,費(fèi)米能級接近室溫時EF-Ei=kTln(ND/ni)練習(xí)半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非平衡載流子pn結(jié)金屬和半導(dǎo)體的接觸半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)載流子輸運(yùn)半導(dǎo)體中載流子的輸運(yùn)有三種形式:漂移擴(kuò)散產(chǎn)生和復(fù)合歐姆定律金屬導(dǎo)體外加電壓,電流強(qiáng)度為電流密度為歐姆定律均勻?qū)w外加電壓,電場強(qiáng)度為電流密度為歐姆定律的微分形式漂移電流漂移運(yùn)動當(dāng)外加電壓時,導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子受到電場力的作用而沿電場的反方向作定向運(yùn)動(定向運(yùn)動的速度稱為漂移速度)電流密度
漂移速度漂移速度半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和遷移率半導(dǎo)體中的導(dǎo)電作用為電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電的總和當(dāng)電場強(qiáng)度不大時,滿足,故可得半導(dǎo)體中電導(dǎo)率為半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和遷移率N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體Question導(dǎo)體在外加電場作用下,導(dǎo)體內(nèi)載流子的漂移電流有兩種表達(dá)形式恒定不斷增大熱運(yùn)動在無電場作用下,載流子永無停息地做著無規(guī)則的、雜亂無章的運(yùn)動,稱為熱運(yùn)動晶體中的碰撞和散射引起凈速度為零,并且凈電流為零平均自由時間為熱運(yùn)動當(dāng)有外電場作用時,載流子既受電場力的作用,同時不斷發(fā)生散射載流子在外電場的作用下為熱運(yùn)動和漂移運(yùn)動的疊加,因此電流密度是恒定的散射的原因載流子在半導(dǎo)體內(nèi)發(fā)生撒射的根本原因是周期性勢場遭到破壞附加勢場使得能帶中的電子在不同狀態(tài)間躍遷,并使得載流子的運(yùn)動速度及方向均發(fā)生改變,發(fā)生散射行為。電離雜質(zhì)的散射雜質(zhì)電離的帶電離子破壞了雜質(zhì)附近的周期性勢場,它就是使載流子散射的附加勢場散射概率代表單位時間內(nèi)一個載流子受到散射的次數(shù)電離施主散射電離受主散射晶格振動的散射格波形成原子振動的基本波動格波波矢對應(yīng)于某一q值的格波數(shù)目不定,一個晶體中格波的總數(shù)取決于原胞中所含的原子數(shù)Si、Ge半導(dǎo)體的原胞含有兩個原子,對應(yīng)于每一個q就有六個不同的格波,頻率低的三個格波稱為聲學(xué)波,頻率高的三個為光學(xué)波長聲學(xué)波(聲波)振動在散射前后電子能量基本不變,稱為彈性散射;光學(xué)波振動在散射前后電子能量有較大的改變,稱為非彈性散射晶格振動的散射聲學(xué)波散射在能帶具有單一極值的半導(dǎo)體中起主要散射作用的是長波在長聲學(xué)波中,只有縱波在散射中起主要作用,它會引起能帶的波形變化聲學(xué)波散射概率光學(xué)波散射在低溫時不起作用,隨著溫度的升高,光學(xué)波的散射概率迅速增大練習(xí)1、載流子的熱運(yùn)動在半導(dǎo)體內(nèi)會構(gòu)成電流。()
2、在半導(dǎo)體中,載流子的三種輸運(yùn)方式為()、()和()。3、載流子在外電場的作用下是()和()兩種運(yùn)動的疊加,因此電流密度大?。ǎ?。4、什么是散射
與的關(guān)系N個電子以速度沿某方向運(yùn)動,在時刻未遭到散射的電子數(shù)為,則在時間內(nèi)被散射的電子數(shù)為因此
與的關(guān)系上式的解為則被散射的電子數(shù)為
與的關(guān)系在時間內(nèi)被散射的所有電子的自由時間為,這些電子自由時間的總和為,則個電子的平均自由時間可表示為
、與的關(guān)系平均漂移速度為
、與的關(guān)系N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體
與及的關(guān)系電離雜質(zhì)散射聲學(xué)波散射光學(xué)波散射
與及的關(guān)系電離雜質(zhì)散射聲學(xué)波散射光學(xué)波散射影響遷移率的因素與散射有關(guān)晶格散射電離雜質(zhì)散射N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體電阻率電阻率與摻雜的關(guān)系N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體電阻率與溫度的關(guān)系本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體電阻率隨溫度增加而單調(diào)地下降雜質(zhì)半導(dǎo)體(區(qū)別于金屬)速度飽和在低電場作用下,載流子在半導(dǎo)體中的平均漂移速度v與外加電場強(qiáng)度E呈線性關(guān)系;隨著外加電場的不斷增大,兩者呈非線性關(guān)系,并最終平均漂移速度達(dá)到一飽和值,不隨E變化。n-Ge:耿氏效應(yīng)耿氏效應(yīng)n-GaAs外加電場強(qiáng)度超過時,半導(dǎo)體內(nèi)的電流以的頻率發(fā)生振蕩練習(xí)一、判斷1、在半導(dǎo)體中,原子最外層電子的共有化運(yùn)動最顯著。()2、不同的k值可標(biāo)志自由電子的不同狀態(tài),但它不可標(biāo)志晶體中電子的共有化狀態(tài)。()3、空位表現(xiàn)為施主作用,間隙原子表現(xiàn)為受主作用。()4、半導(dǎo)體中兩種載流子數(shù)目相同的為高純半導(dǎo)體。()練習(xí)二、填空1、半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)可分為()、()、(),應(yīng)用最為廣泛的是()。2、金剛石型單胞的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為(),金剛石型為()對稱性,閃鋅礦型結(jié)構(gòu)為()對稱性,纖鋅礦型為()對稱性。3、導(dǎo)帶和價帶間間隙稱為(),Si的禁帶寬度為(),Ge為(),GaAs為()。4、固體按其導(dǎo)電性可分為()、()、()。練習(xí)5、雜質(zhì)總共可分為兩大類()和(),施主雜質(zhì)為(),受主雜質(zhì)為()。6、施主雜質(zhì)向()帶提供()成為()電中心;受主雜質(zhì)向()帶提供()成為()電中心。7、熱平衡時,能級E處的空穴濃度為()。8、在半導(dǎo)體中,載流子的三種輸運(yùn)方式為()、()和()。練習(xí)三、簡答1、單胞的概念及兩大注意點(diǎn)?2、三種立方單胞的名稱?3、引入有效質(zhì)量的原因及意義?4、的物理含義?5、費(fèi)米分布函數(shù)與玻耳茲曼分布函數(shù)的最大區(qū)別?6、在外加電場E作用下,為什么半導(dǎo)體內(nèi)載流子的漂移電流恒定,試從載流子的運(yùn)動角度說明。7、在室溫下,熱平衡時,Si半導(dǎo)體中,,求半導(dǎo)體中的電子和空穴濃度。半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非平衡載流子pn結(jié)金屬和半導(dǎo)體的接觸半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)平衡載流子在某以熱平衡狀態(tài)下的載流子稱為平衡載流子非簡并半導(dǎo)體處于熱平衡狀態(tài)的判據(jù)式(只受溫度T影響)由于受外界因素如光、電的作用,半導(dǎo)體中載流子的分布偏離了平衡態(tài)分布,稱這些偏離平衡分布的載流子為過剩載流子,也稱為非平衡載流子過剩載流子非平衡載流子的光注入平衡載流子滿足費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)分布過剩載流子不滿足費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)分布且公式不成立載流子的產(chǎn)生和復(fù)合:電子和空穴增加和消失的過程過剩載流子過剩載流子和電中性平衡時過剩載流子電中性:小注入條件小注入條件:注入的非平衡載流子濃度比平衡時的多數(shù)載流子濃度小的多N型材料P型材料小注入條件例:室溫下一受到微擾的摻雜硅,判斷其是否滿足小注入條件?解:滿足小注入條件?。ǎ┳ⅲ海?)即使在小注入的情況下,非平衡少數(shù)載流子濃度還是可以比平衡少數(shù)載流子濃度大的多(2)非平衡少數(shù)載流子起重要作用,非平衡載流子都指非平衡少數(shù)載流子非平衡載流子壽命假定光照產(chǎn)生和,如果光突然關(guān)閉,和將隨時間逐漸衰減直至0,衰減的時間常數(shù)稱為壽命,也常稱為少數(shù)載流子壽命
單位時間內(nèi)非平衡載流子的復(fù)合概率非平衡載流子的復(fù)合率復(fù)合n型材料中的空穴當(dāng)時,,故壽命標(biāo)志著非平衡載流子濃度減小到原值的1/e所經(jīng)歷的時間;壽命越短,衰減越快費(fèi)米能級熱平衡狀態(tài)下的非簡并半導(dǎo)體中有統(tǒng)一的費(fèi)米能級統(tǒng)一的費(fèi)米能級是熱平衡狀態(tài)的標(biāo)志準(zhǔn)費(fèi)米能級
當(dāng)半導(dǎo)體的熱平衡狀態(tài)被打破時,新的熱平衡狀態(tài)可通過熱躍遷實(shí)現(xiàn),但導(dǎo)帶和價帶間的熱躍遷較稀少導(dǎo)帶和價帶各自處于平衡態(tài),因此存在導(dǎo)帶費(fèi)米能級和價帶費(fèi)米能級,稱其為“準(zhǔn)費(fèi)米能級”準(zhǔn)費(fèi)米能級
注:非平衡載流子越多,準(zhǔn)費(fèi)米能級偏離就越遠(yuǎn)。在非平衡態(tài)時,一般情況下,少數(shù)載流子的準(zhǔn)費(fèi)米能級偏離費(fèi)米能級較大準(zhǔn)費(fèi)米能級
注:兩種載流子的準(zhǔn)費(fèi)米能級偏離的情況反映了半導(dǎo)體偏離熱平衡狀態(tài)的程度產(chǎn)生和復(fù)合產(chǎn)生電子和空穴(載流子)被創(chuàng)建的過程產(chǎn)生率(G):單位時間單位體積內(nèi)所產(chǎn)生的電子—空穴對數(shù)復(fù)合電子和空穴(載流子)消失的過程復(fù)合率(R):單位時間單位體積內(nèi)復(fù)合掉的電子—空穴對數(shù)產(chǎn)生和復(fù)合會改變載流子的濃度,從而間接地影響電流復(fù)合直接復(fù)合間接復(fù)合Auger復(fù)合(禁帶寬度小的半導(dǎo)體材料)(窄禁帶半導(dǎo)體及高溫情況下)(具有深能級雜質(zhì)的半導(dǎo)體材料)產(chǎn)生直接產(chǎn)生R-G中心產(chǎn)生載流子產(chǎn)生與碰撞電離練習(xí)1、一般情況下,滿足小注入條件的非平衡載流子濃度比平衡載流子濃度小。()2、壽命標(biāo)志著非平衡載流子濃度減小到原值的()所經(jīng)歷的時間。3、簡述小注入條件4、處于非平衡態(tài)的p型半導(dǎo)體中,和哪個距近?為什么?陷阱效應(yīng)當(dāng)半導(dǎo)體處于非平衡態(tài)時,雜質(zhì)能級具有積累非平衡載流子的作用,即具有一定的陷阱效應(yīng)所有雜質(zhì)能級都具有陷阱效應(yīng)具有顯著陷阱效應(yīng)的雜質(zhì)能級稱為陷阱;相應(yīng)的雜質(zhì)和缺陷稱為陷阱中心雜質(zhì)能級與平衡時的費(fèi)米能級重合時,最有利于陷阱作用擴(kuò)散粒子從高濃度向低濃度區(qū)域運(yùn)動擴(kuò)散電流半導(dǎo)體內(nèi)總電流擴(kuò)散+漂移擴(kuò)散系數(shù)和遷移率的關(guān)系考慮非均勻半導(dǎo)體愛因斯坦關(guān)系在平衡態(tài)時,凈電流為0連續(xù)性方程舉例摻雜濃度分別為(a)和的硅中的電子和空穴濃度?(b)再摻雜的Na又是多少?()半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非平衡載流子pn結(jié)金屬和半導(dǎo)體的接觸半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)PN結(jié)雜質(zhì)分布PN結(jié)是同一塊半導(dǎo)體晶體內(nèi)P型區(qū)和N型區(qū)之間的邊界PN結(jié)是各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ),了解它的工作原理有助于更好地理解器件典型制造過程合金法擴(kuò)散法PN結(jié)雜質(zhì)分布下面兩種分布在實(shí)際器件中最常見也最容易進(jìn)行物理分析
突變結(jié):線性緩變結(jié):淺結(jié)、重?fù)诫s(<1um)深結(jié)(>3um)或外延的PN結(jié)PN結(jié)的形成PN結(jié)中的能帶PN內(nèi)建電勢內(nèi)建電勢PN結(jié)的內(nèi)建電勢決定于摻雜濃度ND、NA、材料禁帶寬度以及工作溫度能帶內(nèi)建電勢電場VA0條件下的突變結(jié)外加電壓全部降落在耗盡區(qū),VA大于0時,使耗盡區(qū)勢壘下降,反之上升。即耗盡區(qū)兩側(cè)電壓為Vbi-VA反偏PN結(jié)反偏電壓能改變耗盡區(qū)寬度嗎?準(zhǔn)費(fèi)米能級理想二極管方程PN結(jié)正偏時理想二極管方程PN結(jié)反偏時定量方程基本假設(shè)P型區(qū)及N型區(qū)摻雜均勻分布,是突變結(jié)。電中性區(qū)寬度遠(yuǎn)大于擴(kuò)散長度。冶金結(jié)為面積足夠大的平面,不考慮邊緣效應(yīng),載流子在PN結(jié)中一維流動??臻g電荷區(qū)寬度遠(yuǎn)小于少子擴(kuò)散長度,不考慮空間電荷區(qū)的產(chǎn)生—復(fù)合作用。P型區(qū)和N型區(qū)的電阻率都足夠低,外加電壓全部降落在過渡區(qū)上。準(zhǔn)中性區(qū)的載流子運(yùn)動情況穩(wěn)態(tài)時,假設(shè)GL=0邊界條件:圖6.4歐姆接觸邊界耗盡層邊界邊界條件歐姆接觸邊界耗盡層邊界(pn結(jié)定律)耗盡層邊界P型一側(cè)PN耗盡層邊界(續(xù))N型一側(cè)耗盡層邊界處非平衡載流子濃度與外加電壓有關(guān)準(zhǔn)中性區(qū)載流子濃度理想二極管方程求解過程準(zhǔn)中性區(qū)少子擴(kuò)散方程求Jp(xn)求Jn(-xp)J=Jp(xn)+Jn(-xp)理想二極管方程(1)新的坐標(biāo):邊界條件:-xpxn0xX’空穴電流一般解電子電流P型側(cè)PN結(jié)電流PN結(jié)電流與溫度的關(guān)系與理想情況的偏差大注入效應(yīng)空間電荷區(qū)的復(fù)合空間電荷區(qū)的產(chǎn)生與復(fù)合正向有復(fù)合電流反向有產(chǎn)生電流空間電荷區(qū)的產(chǎn)生與復(fù)合-1反向偏置時,正向偏置時,計(jì)算比較復(fù)雜VA愈低,IR-G愈是起支配作用VAVbi時的大電流現(xiàn)象串聯(lián)電阻效應(yīng)q/kTLog(I)VAVAVbi時的大電流現(xiàn)象-1大注入效應(yīng)大注入是指正偏工作時注入載流子密度等于或高于平衡態(tài)多子密度的工作狀態(tài)。pn≥nnoVAVbi時的大電流現(xiàn)象-2VAVbi時的大電流現(xiàn)象-3VA越大,電流上升變緩反向擊穿電流急劇增加可逆雪崩倍增齊納過程不可逆熱擊穿雪崩倍增齊納過程產(chǎn)生了隧穿效應(yīng)E隧道穿透幾率P:隧道長度:隧道擊穿:VB<4Eg/q雪崩擊穿:VB>6Eg/qPN結(jié)二極管的等效電路小信號加到PN結(jié)上~+-vaVA+-PNRsGC反向偏置結(jié)電容也稱勢壘電容或過渡區(qū)電容反向偏置結(jié)電容-1反向偏置結(jié)電容-2耗盡近似下線性緩變結(jié)的空間電荷區(qū)電荷總量參數(shù)提取和雜質(zhì)分布CV測量系統(tǒng)VA1/C2Vbi擴(kuò)散電容擴(kuò)散電容-1表現(xiàn)為電容形式擴(kuò)散電容-2擴(kuò)散電容與正向電流成正比練習(xí)1、為什么pn結(jié)在反偏壓下有一小的飽和電流2、試分別描述勢壘電容和擴(kuò)散電容的由來半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非平衡載流子pn結(jié)金屬和半導(dǎo)體的接觸半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)金屬和半導(dǎo)體的接觸金屬和半導(dǎo)體的功函數(shù)金屬和半導(dǎo)體的接觸金屬和半導(dǎo)體的接觸整流理論金屬和N型半導(dǎo)體的接觸擴(kuò)散理論對于N型阻擋層,當(dāng)勢壘的寬度比電子的平均自由程大地多時,電子通過勢壘區(qū)要發(fā)生多次碰撞,這樣的阻擋層稱為厚阻擋層。擴(kuò)散理論適用于厚阻擋肖特基勢壘二極管與二極管的比較相同點(diǎn)單向?qū)щ娦圆煌c(diǎn)正向?qū)〞r,pn結(jié)正向電流由少數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動形成,而肖特基勢壘二極管的正向電流由半導(dǎo)體的多數(shù)載流子發(fā)生漂移運(yùn)動直接進(jìn)入金屬形成,因此后者比前者具有更好的高頻特性肖特基勢壘二極管的勢壘區(qū)只存在于半導(dǎo)體一側(cè)肖特基勢壘二極管具有較低的導(dǎo)通電壓,一般為0.3V,pn結(jié)一般為0.7V歐姆接觸歐姆接觸不產(chǎn)生明顯的附加阻抗,而且不會使半導(dǎo)體內(nèi)部的平衡載流子濃度發(fā)生顯著的改變,為非整流接觸若,金屬和n型半導(dǎo)體接觸可形成反阻擋層;時,金屬和p型半導(dǎo)體接觸也能形成反阻擋層,反阻擋層沒有整流作用,可實(shí)現(xiàn)歐姆接觸實(shí)際生產(chǎn)中利用隧道效應(yīng)的原理,把半導(dǎo)體一側(cè)重?fù)诫s形成金屬—n+n或金屬—p+p結(jié)構(gòu),從而得到理想的歐姆接觸半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非平衡載流子pn結(jié)金屬和半導(dǎo)體的接觸半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體物理學(xué)MIS結(jié)構(gòu)能帶圖能帶圖-1無偏壓時MOS結(jié)構(gòu)中由于功函數(shù)差引起的表面能帶彎曲MIS結(jié)構(gòu)理想情況金屬與半導(dǎo)體間功函數(shù)差為零絕緣層內(nèi)沒有任何電荷且絕緣層完全不導(dǎo)電絕緣體與半導(dǎo)體界面處不存在任何界面態(tài)積累耗盡耗盡-1(邊界條件)
反型反型-1耗盡層電荷:外加偏置Qsss=0,Qs=0,=0,flatbands<0,Qs>0,accumulations>0,Qs<0,depletions>0,Qs<0,weakinversions=2F,theonsetofstronginversions>2F,StronginversionMIS結(jié)構(gòu)的基本公式MOS結(jié)構(gòu)的基本公式-1總電勢差:平帶FlatBandVoltageMIS電容MIS電容電容的定義:MIS電容-2積累態(tài):耗盡態(tài):MIS電容-3反型實(shí)驗(yàn)結(jié)果深耗盡從耗盡掃描到反型時,需要少子附錄資料:不需要的可以自行刪除日常設(shè)備點(diǎn)檢與潤滑點(diǎn)檢的定義:為了維持生產(chǎn)設(shè)備原有的機(jī)能、確保設(shè)備和生產(chǎn)的順利進(jìn)行,滿足客戶的要求,按照設(shè)備的特性,通過人的“五感”和簡單的工具、儀器,對設(shè)備的規(guī)定部位(點(diǎn)),按照預(yù)先設(shè)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和觀察周期,對該點(diǎn)進(jìn)行精心的、逐點(diǎn)的周密檢查,查找有無異狀的隱患和劣化,使設(shè)備的隱患和劣化能夠得到“早期發(fā)現(xiàn)、早期預(yù)防、早期修復(fù)的效果;2.點(diǎn)檢與傳統(tǒng)設(shè)備檢查的區(qū)別(1)點(diǎn)檢管理的特點(diǎn)設(shè)備點(diǎn)檢,完全改變了設(shè)備檢查的業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu),改變了設(shè)備傳統(tǒng)性檢查的業(yè)務(wù)層次和業(yè)務(wù)流程,創(chuàng)造了基礎(chǔ)管理的新形勢,點(diǎn)檢管理與傳統(tǒng)的設(shè)備檢查形式的不同之處做如下所述:1)體現(xiàn)了設(shè)備管理思想的更新,現(xiàn)代化的技術(shù)裝備擔(dān)負(fù)著社會大生產(chǎn)的重要使命,生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益將完全借助與生產(chǎn)設(shè)備來實(shí)現(xiàn),往往一個小的故障,將會導(dǎo)致自動化設(shè)備的全線停產(chǎn),其損失之大不可估計(jì);因此,實(shí)行設(shè)備點(diǎn)檢的主要目的,其實(shí)就是實(shí)現(xiàn)針對性維修;2)達(dá)到以管為主,全員參加管理的目的。3)實(shí)現(xiàn)了維修的最佳化目標(biāo);(通過點(diǎn)檢,將設(shè)備故障消滅在萌芽狀態(tài))4)成為了標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備基礎(chǔ)管理作業(yè)方法;(2)傳統(tǒng)設(shè)備檢查的幾種形式1)事后檢查;設(shè)備在發(fā)生突發(fā)性故障以后,為恢復(fù)其故障部位的工作性能,以決定合理的修復(fù)方案和確定具體的內(nèi)容進(jìn)行的對應(yīng)性檢查;2)巡回檢查;按照預(yù)先設(shè)定的檢查部位和主要內(nèi)容實(shí)行粗劣的巡視工作;3)計(jì)劃檢查;根據(jù)預(yù)先設(shè)定的周期和檢查項(xiàng)目對設(shè)備進(jìn)行檢查或?qū)Σ考M(jìn)行解體檢查;4)特殊性檢查;零部件的品質(zhì)、精度等5)法定檢查;壓力容器、起重設(shè)備等(3)點(diǎn)檢與傳統(tǒng)設(shè)備檢查的區(qū)別;設(shè)備點(diǎn)檢完全區(qū)別于傳統(tǒng)的設(shè)備檢查,他使隱患和異常都能在故障發(fā)生前得到前當(dāng)?shù)锰幚恚龅郊冉?jīng)濟(jì),又正確,因此,設(shè)備點(diǎn)檢,其實(shí)就是預(yù)防性的主動的設(shè)備檢查;另外“點(diǎn)檢”是一種管理制度,而傳統(tǒng)的設(shè)備檢查僅是一種進(jìn)行檢查的方法。(4)如何點(diǎn)檢?按照全員設(shè)備管理的要求,操作人員必須參與設(shè)備的維修活動,其活動范圍及內(nèi)容,與管轄本區(qū)域設(shè)備的點(diǎn)檢員以協(xié)議的形式確定。因此,生產(chǎn)方在進(jìn)行生產(chǎn)操作、檢查的的同時,要進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)檢查。日常點(diǎn)檢內(nèi)容:利用“五感”點(diǎn)檢:依靠人的五官,對運(yùn)轉(zhuǎn)中的設(shè)備進(jìn)行良否。通常對溫度、壓力、流量、振動、異音、動作狀態(tài)、松動、龜裂、異常及電器線路的損壞、熔絲熔斷、異味、泄漏、腐蝕等內(nèi)容的點(diǎn)檢。邊檢查邊清掃:清除在生產(chǎn)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的廢料(液),防止被掩埋了的設(shè)備性能劣化或損壞,此項(xiàng)工作應(yīng)在生產(chǎn)巡檢時及時進(jìn)行,按程序及時處理劣化的設(shè)備,防止故障的擴(kuò)大。做好緊固與調(diào)整:在五官點(diǎn)檢過程中,如已發(fā)現(xiàn)松動和變化時,在確認(rèn)可以實(shí)施恢復(fù)和力所能及的前提下,應(yīng)該給予緊固和調(diào)整,并記錄在案,及時的報(bào)告和傳遞信息。日常點(diǎn)檢的方法和技巧點(diǎn)檢表的確認(rèn):按設(shè)定的日常點(diǎn)檢表逐項(xiàng)檢查,逐項(xiàng)確認(rèn);點(diǎn)檢結(jié)果的處理:點(diǎn)檢結(jié)果,按照固定的符號記入日常點(diǎn)檢表內(nèi),在交接班時交代清楚并向上級匯報(bào),對發(fā)現(xiàn)的異常情況處理完畢,則要把處理過程、結(jié)果立即記入作業(yè)日志內(nèi);對正在觀察、未處理結(jié)束的項(xiàng)目,必須連續(xù)記入符號,不能在未說明情況下自行取消記號,每班的點(diǎn)檢結(jié)果,生產(chǎn)班組長、工段長都要認(rèn)真確認(rèn)、簽字;不同要求的三種點(diǎn)檢:根據(jù)不同崗位,不同要求,一般每個作業(yè)班,都要進(jìn)行三種點(diǎn)檢:靜態(tài)點(diǎn)檢:停機(jī)點(diǎn)檢,要求要做到逐項(xiàng)逐點(diǎn)進(jìn)行;動態(tài)點(diǎn)檢:不停機(jī)點(diǎn)檢,要求要做到逐項(xiàng)逐點(diǎn)進(jìn)行;重點(diǎn)點(diǎn)檢:隨機(jī)進(jìn)行,重點(diǎn)部位認(rèn)真檢查;2)良否點(diǎn)檢在使用“五官點(diǎn)檢法”,需要判別檢查點(diǎn)良否的知識如下:振動:人體對振動的感覺極限,一般在適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速下,振幅在5微米時,就不容易感覺到。當(dāng)一臺19~90千瓦、3000r/min交流電機(jī),安裝在牢固的基礎(chǔ)上,其單振幅允許在50微米以下。用手判別振動良否,可以用一只鉛筆,筆尖放在振動體上,如果垂直放置的鉛筆,發(fā)生激烈的上下跳動,而且向前移動時,就有超值的可能,需要用專用的“振動儀”測定振動值。溫度:使用溫度計(jì)在設(shè)備點(diǎn)檢過程中,往往采用手指觸摸發(fā)熱體來判別溫升值是否屬于正常,用手指觸摸判別溫度的技巧是:用食指和中指放在被測的物體上,根據(jù)手指按放以后,人能忍受時間的長短,來大致判斷物體的溫度:具體參數(shù)如下,具體運(yùn)用過程要考慮到人的皮膚質(zhì)感,季節(jié)的不同:設(shè)備溫度(攝氏度)觸摸忍受時間(秒)設(shè)備溫度(攝氏度)觸摸忍受時間(秒)5060以上70253約30751.55510~12801605850.5653松動知識:用目視觀看螺栓是否松動,一般在緊固螺桿上總沾有油灰,在存在松動螺栓上的油灰、形態(tài)有別于松動的螺栓,往往會出現(xiàn)新色、脫落的痕跡;用手錘敲擊被檢查的螺栓,若敲擊聲出現(xiàn)低沉沙啞的情況,同時觀察螺栓周圍所積油灰出現(xiàn)崩落的現(xiàn)象,基本上能判斷出是否存在松動現(xiàn)象,對存在懷疑的螺栓用扳手緊固確認(rèn);最好在緊固螺栓時,用有色筆在螺栓和固定座之間劃一道直線,再次點(diǎn)檢時,若發(fā)現(xiàn)直線對不準(zhǔn),說明螺栓已經(jīng)松動;聲音知識:對傳動設(shè)備是否存在缺油、斷油、精度損失,可以用側(cè)聽聲音的辦法來判別其狀態(tài),常用的是“聽音棒”,判斷的正確取決于各人的經(jīng)驗(yàn)。軸承:軸承的正常轉(zhuǎn)動聲音是均勻、圓滑的轉(zhuǎn)動聲,若出現(xiàn)周期性的金屬碰撞聲,則預(yù)示著軸承的滾道、保持架有異常,當(dāng)出現(xiàn)高頻聲,則往往是少油、缺油現(xiàn)象,結(jié)合溫升進(jìn)行綜合判斷。對電動機(jī)的磁聲判別:正常的磁聲是連續(xù)的、輕微的、均勻的沙沙響聲,有異物進(jìn)入定轉(zhuǎn)子的間隙或偏心時,這種連續(xù)聲被破壞,不在出現(xiàn);聽聲時,一定要集中思想,腦子要專心捕捉特定頻率的聲音,這樣當(dāng)其它頻率的聲音進(jìn)入耳中時才會被濾掉。味覺知識:通常不太常用“嘗”,因要進(jìn)入口中需要特別謹(jǐn)慎,除非在特殊的場合,如電化學(xué),急需鑒別酸性、堿性時,在確保對身體無害時,方可實(shí)施。引起設(shè)備故障原因分析1)造成設(shè)備性能劣化的原因;a:使用原因:設(shè)備的負(fù)荷運(yùn)行造成劣化,但運(yùn)行條件、操作方法的不同造成劣化程度不同;b:自然原因:潮濕生銹,天長日久的自然磨損、變形,時效老化等;C:災(zāi)害原因:天災(zāi)、狂風(fēng)暴雨、地震等等;上述的原因引起設(shè)備的結(jié)果就出現(xiàn)了由于磨損、腐蝕等的減損,由于沖擊、疲勞等的破壞,由于原料黏附灰塵引起的污損等現(xiàn)象,直至設(shè)備原有性能不能充分發(fā)揮,這就叫做設(shè)備性能劣化;2)機(jī)能劣化:a:轉(zhuǎn)動和滑動部分出現(xiàn)機(jī)能劣化:磨損:由于運(yùn)動摩擦引起接觸面的磨損;如齒輪、軸承、軸套等;損壞:由于磨損或受力作用(彎曲、剪切)而斷裂等;旋轉(zhuǎn)不好:轉(zhuǎn)動不靈活、滑動面粗糙等造成運(yùn)動不靈活;操作不良:操作不正確或不按操作規(guī)程操作設(shè)備,或誤操作而造成故障;異聲:由于潤滑不良或異物落入造成轉(zhuǎn)動部位發(fā)生異聲;振動:轉(zhuǎn)動或滑動部位各種異常振動;漏油:潤滑部位出現(xiàn)泄漏;b:固定部分機(jī)能劣化現(xiàn)象和原因:松弛脫落:連接部位螺釘出現(xiàn)松弛和脫落;變形斷開:結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形或切斷、折損等現(xiàn)象;腐蝕、龜裂、受腐部位或構(gòu)件龜裂;c:電器部分劣化現(xiàn)象和原因:電器燒損、絕緣不良等;線路接點(diǎn)的短路或斷路;電器整流不良;電參數(shù)的漂移;設(shè)備出現(xiàn)劣化,原因較多,除了上述的原因,還可能有工藝熔損、機(jī)件或其它部分出現(xiàn)剝落或破斷造成設(shè)備故障;(3)上述原因從設(shè)備本體質(zhì)量、維修質(zhì)量、點(diǎn)檢質(zhì)量和操作保養(yǎng)等方面來分析,這些原因又可歸納為以下四個方面:1)設(shè)備本身原因:設(shè)備本體素質(zhì)不高,設(shè)計(jì)不合理,機(jī)件強(qiáng)度不夠,形狀結(jié)構(gòu)不良,使用材料不當(dāng),零部件性能低下,集體剛性欠佳造成斷裂、疲勞和蠕變等現(xiàn)象。2)日常維護(hù)的原因:點(diǎn)檢、維護(hù)質(zhì)量不高,污垢異物混入機(jī)內(nèi),設(shè)備潤滑不良。緊固不良、絕緣接觸不良,造成機(jī)件性能低下,機(jī)件配合松動,短路、得不到及時改善和調(diào)整等現(xiàn)象。3)修理質(zhì)量的原因:維修質(zhì)量低劣,修后設(shè)備安裝不好,零配件配合不良,裝配粗糙,組裝精度不高,選擇配合不合要求,造成偏心,中心失常、振動、平衡不佳等現(xiàn)象;4)操作及其它原因:操作水平低、操作保養(yǎng)質(zhì)量差,超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),工藝調(diào)整不良,誤操作,拼設(shè)備、不清掃、溫濕控制差,欠保養(yǎng),風(fēng)沙、浸水、地震,造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)失常等現(xiàn)象。設(shè)備潤滑常識一、使用潤滑油過程中油品變黑是否正常?答:油品發(fā)黑原因有三:
(一)潤滑油變質(zhì),(二)零件磨損,(三)雜質(zhì)進(jìn)入油箱,如果使用過程中無雜質(zhì)進(jìn)入油箱,則可以認(rèn)為潤滑油本身質(zhì)量
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