作业帮什么是本征半导体?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/05/09 05:35:27
什么是本征半导体?
本征半导体
完全纯净的半导体称为本征半导体或I型半导体.硅和锗都是四价元素,其原子核最外层有四个价电子.它们都是由同一种原子构成的“单晶体”,属于本征半导体.
1．半导体中的两种载流子—自由电子和空穴
在热力学温度零度和没有外界能量激发时,价电子受共价键的束缚,晶体中不存在自由运动的电子,半导体是不能导电的.但是,当半导体的温度升高（例如室温300oK）或受到光照等外界因素的影响,某些共价键中的价电子获得了足够的能量,足以挣脱共价键的束缚,跃迁到导带,成为自由电子,同时在共价键中留下相同数量的空穴,如图2—3（a）所示.空穴是半导体中特有的一种粒子.它带正电,与电子的电荷量相同.把热激发产生的这种跃迁过程称为本征激发.显然,本征激发所产生的自由电子和空穴数目是相同的.
由于空穴的存在,临近共价键中的价电子很容易跳过去填补这个空穴,从而使空穴转移到临近的共价键中去,而后,新的空穴又被其相邻的价电子填补,这一过程持续下去,就相当于空穴在运动.带负电荷的价电子依次填补空穴的运动与带正电荷的粒子作反方向运动的效果相同,因此我们把空穴视为带正电荷的粒子.可见,半导体中存在两种载流子,即带电荷+q的空穴和带电荷–q的自由电子.
在没有外加电场作用时,载流子的运动是无规则的,没有定向运动,所以形不成电流.在外加电场作用下,自由电子将产生逆电场方向的运动,形成电子电流,同时价电子也将逆电场方向依次填补空穴,其导电作用就像空穴沿电场运动一样,形成空穴电流.虽然在同样的电场作用下,电子和空穴的运动方向相反,但由于电子和空穴所带电荷相反,因而形成的电流是相加的,即顺着电场方向形成电子和空穴两种漂移电流.
完全纯净的半导体称为本征半导体或I型半导体.硅和锗都是四价元素,其原子核最外层有四个价电子.它们都是由同一种原子构成的“单晶体”,属于本征半导体.
1．半导体中的两种载流子—自由电子和空穴
在热力学温度零度和没有外界能量激发时,价电子受共价键的束缚,晶体中不存在自由运动的电子,半导体是不能导电的.但是,当半导体的温度升高（例如室温300oK）或受到光照等外界因素的影响,某些共价键中的价电子获得了足够的能量,足以挣脱共价键的束缚,跃迁到导带,成为自由电子,同时在共价键中留下相同数量的空穴,如图2—3（a）所示.空穴是半导体中特有的一种粒子.它带正电,与电子的电荷量相同.把热激发产生的这种跃迁过程称为本征激发.显然,本征激发所产生的自由电子和空穴数目是相同的.
由于空穴的存在,临近共价键中的价电子很容易跳过去填补这个空穴,从而使空穴转移到临近的共价键中去,而后,新的空穴又被其相邻的价电子填补,这一过程持续下去,就相当于空穴在运动.带负电荷的价电子依次填补空穴的运动与带正电荷的粒子作反方向运动的效果相同,因此我们把空穴视为带正电荷的粒子.可见,半导体中存在两种载流子,即带电荷+q的空穴和带电荷–q的自由电子.
在没有外加电场作用时,载流子的运动是无规则的,没有定向运动,所以形不成电流.在外加电场作用下,自由电子将产生逆电场方向的运动,形成电子电流,同时价电子也将逆电场方向依次填补空穴,其导电作用就像空穴沿电场运动一样,形成空穴电流.虽然在同样的电场作用下,电子和空穴的运动方向相反,但由于电子和空穴所带电荷相反,因而形成的电流是相加的,即顺着电场方向形成电子和空穴两种漂移电流.