半导体的基本知识

2024-06-04

半导体的导电性

根据物体导电才能(电阻率)的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。

典型的半导体有硅(Si)和锗(Ge)以及砷化镓(GaAs)等。

本征半导体是一种彻底纯洁、结构完好的半导体晶体。

在室温(300K)下,当被捆绑的价电子获得足够的随机热振荡能量而挣脱共价键捆绑成为自由电子时(本征激起),半导体便具有了一定的导电才能。

但与良导体相比,本征硅晶体内自由电子数量较少,因而其导电功能远不及导体。


空穴

空穴就是价电子挣脱捆绑成为自由电子后,共价键中留下的空位。

因为空穴表示共价键中失去了一个带负电荷的电子,所以认为其带有与电子电荷等量的正电荷。

空穴也能够移动,它实际上反映了受捆绑的价电子的移动,仅仅移动方向与价电子移动方向相反。

能够用空穴移动发生的电流来代表价电子移动发生的电流。

空穴的出现是半导体差异于导体的一个重要特色。


载流子的发生与复合

载流子——能够自由移动的带电粒子。

自由电子和空穴都是载流子

本征激起发生的自由电子和空穴总是成对出现的。

自由电子与空穴相遇时,两者同时消失,称为自由电子与空穴的复合

外部环境不变的情况下,载流子的发生与复合达到动态平衡。

当温度升高时,将发生更多的自由电子和空穴,意味着载流子的浓度升高,晶体的导电才能也会增强。 即本征半导体的电导率将随温度的升高而添加。

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