畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯(學(xué)生用)

1、畢業(yè)論文外文資料翻譯學(xué) 院： 理學(xué)院 專 業(yè)： 應(yīng)用物理學(xué) 姓 名： 丁祖平 學(xué) 號： 111001105 外文出處： (用外文寫) 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評語： 簽名： 年 月 日附件1：外文資料翻譯譯文與導(dǎo)體相反的物質(zhì)叫做絕緣體。在絕緣體中，價(jià)電子被其母原子緊緊束縛住，它們不容易自由移動(dòng)，因此當(dāng)加載電壓時(shí)，絕緣體只有很少電流或根本沒有電流。幾乎所有用在電子技術(shù)上的絕緣體都是由化合物制成。一些被廣泛運(yùn)用的絕緣材料有橡膠、塑料、聚脂薄膜、陶瓷、特氟隆（聚四氟乙烯）和聚苯乙烯等。一種物質(zhì)是否絕緣取決于它原子的排列。碳就是這樣一種物質(zhì)，圖2-3（a）表示的是金剛石

2、結(jié)構(gòu)中碳原子的排列。這種晶體即金剛石的結(jié)構(gòu)，其價(jià)電子不能自由移動(dòng)而形成載流子，故金剛石是絕緣體。圖2-3（b）展示的是碳排列成石墨結(jié)構(gòu)，這里，當(dāng)加載一個(gè)電壓時(shí)價(jià)電子可以自由移動(dòng)。金剛石和石墨都是由碳元素構(gòu)成的，一個(gè)是絕緣體，一個(gè)不是絕緣體，這看上去很奇怪，但又很簡單，僅僅是在物質(zhì)結(jié)構(gòu)中價(jià)電子是否被固定住。構(gòu)成石墨結(jié)構(gòu)的碳習(xí)慣上用于制作電阻器和電極。迄今為止，構(gòu)成金剛石結(jié)構(gòu)的碳還未用于制作電或電子器件。關(guān)于電子材料用于制作摻雜物、半導(dǎo)體和微波設(shè)備的材料：1. 在微波設(shè)備中鎵砷化合物比硅要好，因?yàn)樗碾娮右苿?dòng)得更快；2. 用來做摻雜的物質(zhì)不止硼、砷；3. 理論上半導(dǎo)體器件可由晶體碳制成；4. 晶體

3、無線接收機(jī)是半導(dǎo)體的早期應(yīng)用。測試判斷下列句子是對是錯(cuò)1. 價(jià)電子在所在的原子核中2. 銅只有一個(gè)價(jià)電子3. 價(jià)電子被核強(qiáng)烈的吸引4. 載流子在導(dǎo)體價(jià)電子上5. 冷卻會(huì)降低其導(dǎo)體的電阻6. 銀不經(jīng)常被用于電子電路中，因?yàn)樗母唠娮?. 鋁不經(jīng)常被用于電子電路中因?yàn)樗膶?dǎo)電性沒有銅好2-2半導(dǎo)體半導(dǎo)體不允許電流像在導(dǎo)體中那樣容易。在一些條件下，半導(dǎo)體會(huì)表現(xiàn)的特別差，甚至?xí)憩F(xiàn)為絕緣體。硅是一種被廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體材料。它通常被用于二極管，晶體管，還有集成電路中。這個(gè)和其他組件使現(xiàn)代電子成為可能。這對我們理解硅的細(xì)節(jié)是非常重要的。圖2-4展示了原子硅。在中心原子中，所有顆粒都緊湊排列在這里。圖2-4

4、 （a）包含質(zhì)子和中子。這些粒子構(gòu)成一個(gè)原子核。這個(gè)質(zhì)子顯示的是正電，中子不帶電。帶負(fù)電荷的電子在繞著原子核的軌道上運(yùn)行。第一個(gè)軌道上有兩個(gè)電子，第二個(gè)軌道上有八個(gè)電子。最后，到最外層的，軌道有四個(gè)電子。這個(gè)最外層的或者價(jià)軌道上是最重要的原子特征，在材料的電子表現(xiàn)上。因?yàn)槲覀冎饕獙r(jià)軌道比較感興趣，這就很有可能將硅圖簡化。圖2-4(b)展示了一個(gè)硅原子的原子核和價(jià)電子的軌道。有四個(gè)價(jià)電子，材料不穩(wěn)定。他們往往結(jié)合化學(xué)與其他材料。他們可以稱為活性材料。這個(gè)活動(dòng)可以使他們更穩(wěn)定的狀態(tài)。自然規(guī)律作出一定的馬¬材料往往形成組合，將使八個(gè)電子可以在價(jià)軌道。八是一個(gè)重要的數(shù)字，因?yàn)樗姆€(wěn)定性。一

5、個(gè)組合的可能性，是有硅與氧。在單一的硅原子可以加入鏈接，或氧原子，與兩個(gè)硅二氧化物（SiO2）的形式。這個(gè)被叫做連桿安離子鍵。新的結(jié)構(gòu)是更穩(wěn)定的，比的SiO2，毋寧多硅或氧。這是一個(gè)有趣的思考關(guān)于化工，機(jī)械和電氣性能，并經(jīng)常運(yùn)行。硅二氧化物是化學(xué)穩(wěn)定的。它與其他材料的反應(yīng)不容易。他是一個(gè)穩(wěn)定的材料。它是一個(gè)很硬的物質(zhì)，是玻璃狀物質(zhì)。它有穩(wěn)定的電驅(qū)動(dòng)。這是不太絕對的。事實(shí)上，它是作為一個(gè)集成電路或其他固態(tài)器件的絕緣體。SiO2 的絕緣性是因?yàn)樗械膬r(jià)電子都緊緊的鎖定在離子鍵上。它們不容易移動(dòng)，因此不支持電流。有時(shí)，氧和其他的材料是不容易和硅進(jìn)行結(jié)合的。硅仍然是想要達(dá)到平穩(wěn)，達(dá)到八個(gè)價(jià)電子。如果條

6、件對的話，硅原子將會(huì)調(diào)整價(jià)電子。這樣的分享過程我們叫做共價(jià)鍵的建立。這樣的結(jié)構(gòu)我們把它叫做晶體，圖2-5是一個(gè)具有代表性的純硅晶體，點(diǎn)代表著價(jià)電子。計(jì)算圍繞在一個(gè)原子的價(jià)電子，如圖2-5所示。選擇其中的核都算八個(gè)電子為代表的。因此，硅晶體非常穩(wěn)定，在室溫下，純硅是一個(gè)非常差的導(dǎo)體。如果在晶體上加一個(gè)中等的電壓，將會(huì)有電流流過。價(jià)電子通常會(huì)通過支持電流來緊緊鎖住共價(jià)鍵。純硅晶體就像是絕緣體。然而，硅本身是一種半導(dǎo)體，純硅有時(shí)被稱為本征硅。本征硅包含很少的支持電流的自由電子，因此被作為絕緣體。晶體硅可以制成半導(dǎo)體。改進(jìn)的方法之一是熱傳導(dǎo)。熱是能量的一種形式。一個(gè)價(jià)電子可以吸收一些能量和移動(dòng)到一個(gè)更

7、高的軌道水平。高能電子斷了共價(jià)鍵。圖2-6顯示硅晶體中的高能電子。這個(gè)電子可以被稱為熱載體。它是自由移動(dòng)的，所以它可以支持電流。現(xiàn)在，如果將一個(gè)電壓放在晶體，電流將流過。硅具有負(fù)溫度系數(shù)，隨著溫度增加，硅的電阻在減小。在以前的案例中，是很難準(zhǔn)確的預(yù)測硅的電阻改變了多少。有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則就是，溫度每上升6，電阻會(huì)減小一半。半導(dǎo)體材料鍺也是用來制造晶體管和二極管的。鍺具有四個(gè)價(jià)電子，可以形成相同類型的硅晶體結(jié)構(gòu)。一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)，第一個(gè)晶體管就是鍺制造的。第一個(gè)硅晶體管一直都沒有出現(xiàn)直到1954年?，F(xiàn)在幾乎完全取代了鍺。這一從鍺到硅的轉(zhuǎn)變主要原因是溫度響應(yīng)。鍺也具有負(fù)溫度系數(shù)。鍺的經(jīng)驗(yàn)法則是，溫度每上

8、升10，電阻會(huì)減少一半。這似乎看起來鍺的穩(wěn)定性更強(qiáng)。鍺和硅之間最大的區(qū)別是移動(dòng)的一個(gè)價(jià)電子軌道所需的能量不同，打破它的共價(jià)鍵，這個(gè)在鍺晶體上顯得更容易。兩個(gè)晶體之間的比較，一個(gè)鍺和硅，同樣大小的在室溫下會(huì)顯示電阻1000:1的比率。硅晶體產(chǎn)生的電阻會(huì)是鍺晶體的1000倍。所以隨溫度下降，硅的電阻下降的比鍺快。在給定的溫度下，硅的阻力仍然比鍺的大。電路器件的設(shè)計(jì)工程師最喜歡用硅。熱通常是麻煩的源頭。溫度是不容易控制的，我們是不希望電路是受到溫度的影響的。然而，所有的電路都不免會(huì)受到溫度的變化，好的設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量減少溫度所帶來的變化。有時(shí)候熱敏感器是必要的。它是一種用于測量溫度，可以利用半導(dǎo)體的溫度

9、系數(shù)傳感器。所以半導(dǎo)體的溫度系數(shù)并不總是不利的。鍺開始于電子固態(tài)時(shí)代，但是現(xiàn)在已經(jīng)被硅接管了。集成電路是目前大多數(shù)電子設(shè)備的關(guān)鍵部位。用鍺生產(chǎn)集成電路是不現(xiàn)實(shí)的，但是硅可以很好的應(yīng)用于集成電路。測試 判斷下列句子的對錯(cuò)8、硅是導(dǎo)體9、硅有四個(gè)價(jià)電子10、二氧化硅是一種良好的導(dǎo)體11、硅晶體是有共價(jià)鍵形成的12、硅在室溫下是一個(gè)絕緣體13、加熱半導(dǎo)體硅會(huì)導(dǎo)致其電阻變小14、一個(gè)電子從共價(jià)鍵釋放的能量稱為熱載體15、鍺的電阻比硅小16、硅晶體管和二極管不像鍺的使用一樣經(jīng)常17、集成電路的制作用到鍺2-3 N型半導(dǎo)體到目前為止，我們已經(jīng)看到，純半導(dǎo)體晶體是很差的導(dǎo)體。高溫會(huì)使他們因產(chǎn)生的熱載流子的半

10、導(dǎo)體。對于大多數(shù)應(yīng)用程序，有一個(gè)更好的方式去制作半導(dǎo)體。添加其他材料作為興奮劑稱為雜質(zhì)的硅晶體改變其電氣特性的過程。一個(gè)這樣的雜質(zhì)的材料是砷。砷被稱為施主雜質(zhì)因?yàn)槊總€(gè)砷原子提供了一個(gè)自由電子在晶體。圖2-7顯示了一個(gè)簡化的砷原子。砷在許多方面不同于硅，但重要的區(qū)別是在價(jià)軌道，砷元素有五個(gè)價(jià)電子。當(dāng)一個(gè)砷原子進(jìn)入 一個(gè)硅原子的時(shí)候，結(jié)果就是產(chǎn)生自由電子。圖2-8展示的就是所發(fā)生的情況。這個(gè)連著相鄰的原子將會(huì)捕獲砷的四個(gè)價(jià)電子，如果旁邊有另一個(gè)的硅原子。它會(huì)緊緊的鎖住原子核進(jìn)入到原子中。但是第五個(gè)價(jià)電子不會(huì)建立連接。就一個(gè)晶體而言，這是一個(gè)自由的電子。這似的電子很容易移動(dòng)，他可以作為一個(gè)載流子。硅

11、半導(dǎo)體和砷原子將會(huì)組成半導(dǎo)體，甚至是在室溫的環(huán)境下。以上的參雜，降低了硅的電阻。當(dāng)施主雜質(zhì)增加到五個(gè)價(jià)電子，自由電子將會(huì)產(chǎn)生。因?yàn)殡娮訋в胸?fù)電荷，這就是一個(gè)N型半導(dǎo)體材料的結(jié)果。測試 填空18、砷是一種 雜質(zhì)19、砷有 價(jià)電子20、當(dāng)硅參雜砷，砷原子會(huì)提供給晶體一個(gè)自由電子21、硅晶體中的自由電子會(huì)作為當(dāng)前 22、當(dāng)硅參雜了其他材料，p型半導(dǎo)體 2-4 P型半導(dǎo)體可以使用包括摻雜雜質(zhì)的種類的其他材料。圖2-9顯示簡化的硼原子。請注意，只有三個(gè)價(jià)電子的硼。如果硼原子進(jìn)入硅晶體的另一種類型的載體，將導(dǎo)致電流。圖2-10顯示一個(gè)與相鄰的硅原子的共價(jià)鍵不能形成。這就產(chǎn)生了一個(gè)洞，或者缺電子。這個(gè)洞是分

12、配一個(gè)正電荷，因?yàn)樗悄軌蛭娮?，或者可以填充電子。硼被稱為受主雜質(zhì)。在晶體中每個(gè)硼原子將創(chuàng)建一個(gè)孔，可以接受一個(gè)電子。作為一個(gè)載體的電流。在一個(gè)半導(dǎo)體或者是一個(gè)N型半導(dǎo)體，它們的載體是電流。自由電子被設(shè)置成運(yùn)動(dòng)所施加的電壓，而且流向正極。但是在P型半導(dǎo)體中，空穴移向電壓源的負(fù)極?？昭娏髋c電流的方向相反。圖2-11 N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體的不同圖2-11（a）載流子是電子，它們流向了電壓源的正極圖2-11（b）載流子是空穴，它們流向了電壓源的負(fù)極圖2-12 一個(gè)簡單的霍爾電流 比如一排汽車正在等紅燈，他們的空間是由第一輛車的移動(dòng)來產(chǎn)生的，那輛車抓住機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)，提供空間給后面的車。第二輛車也上

13、移一個(gè)位置。就這樣，延續(xù)了第三輛車，第四輛車，就行了。這些汽車是從左向右移動(dòng)的。注意，空間是從右向左移動(dòng)的。霍爾可視為一個(gè)電子的空間。這就是為什么霍爾電流的方向與電流方向相反的原因。 測試 23、硼是一種 雜質(zhì) 24、硼有 價(jià)電子25、電子被分配到一個(gè)負(fù)電荷，霍爾將分配到 電荷26、硼參雜半導(dǎo)體晶體產(chǎn)生的載流子稱 27、電子將走向電壓源的正極，霍爾電流將走向 2-5 多數(shù)和少數(shù)載流子當(dāng)N型和P型半導(dǎo)體材料被制造出來，參雜水平，可以為每百萬一部分或者每十億一部分。只有極微量的雜質(zhì)材料有五個(gè)或三個(gè)價(jià)電子進(jìn)入晶體，它不可能使硅晶體達(dá)到絕對的純，因此不難想象，目前，一個(gè)三價(jià)電子原子可能偶爾表現(xiàn)為n型半

14、導(dǎo)體。一個(gè)多余的空穴會(huì)在晶體中存在，這個(gè)洞稱為少數(shù)載流子。自由電子成為多數(shù)載流子。在P型半導(dǎo)體中，有一個(gè)期望就是將空穴變?yōu)橐粋€(gè)載體。他們是主要的。一個(gè)自由電子也有可能變成一個(gè)載體。他們將會(huì)在這個(gè)案例中變成主要的載體。大多數(shù)運(yùn)營商將電子作為N型半導(dǎo)體還有將洞變成P型半導(dǎo)體。少數(shù)載流子將會(huì)變成N型半導(dǎo)體材料的電子和P型材料的空穴。現(xiàn)在可以生產(chǎn)出很高檔的硅。這種高檔的硅很少有多余的雜質(zhì)。雖然這使少數(shù)載流子的數(shù)量降到最低，但是他們的數(shù)量是可以通過高溫來增加。這是電路中的一個(gè)問題。通過了解熱產(chǎn)生的少量載流子，如圖2-6，作為額外的熱能進(jìn)入晶體，越來越多的電子獲得的能量來打破他們的連接。每個(gè)斷鍵將產(chǎn)生自由電子和空穴，熱將會(huì)產(chǎn)生載體。如果晶體是N型材料，然后每個(gè)空穴成為少數(shù)載流子與多數(shù)載流子的熱電子和其他多事載流子。如果晶體是P型材料，然后加入多數(shù)載流子還有熱電子，使其成為少數(shù)的掙錢者。通過熱載體生產(chǎn)的多數(shù)載流子