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半导体导电条件(半导体一般情况下导电吗)

半导体导电条件(半导体一般情况下导电吗)

更新时间:2024-07-08 21:27:39

半导体导电条件

1、在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效。

2、电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。

3、复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子-空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子-空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。


1热平衡半导体:

导体内部在一般情况下都是电中性的。例如金属,其中存在许多导电的

电子,它们都是由组成金属的各个原子所提供的(原子本身都变成了带正电荷 的离子),离子与电子的正、负电荷相互补偿,则保持整个材料是电中性的。

又如n型半导体,其中的多数载流子一一电子,大都是由施主杂质原子

所提供的;每一个施主杂质原子给出一个导电的电子以后,自己就变成了一个 带正电荷的中心一一电离杂质中心,它们的正负电荷相等,互相补偿,依然保 持整个半导体是电中性的。至于其中的少数载流子 -空穴,由于主要是通过 本征激发所产生出来的,空穴与电子成对出来,所以也不会出现多余的净电荷 可见,虽然n型半导体中的电子数量远远大于空穴一少数载流子的数量,但 是就整个半导体内部来说,始终是电中性的。对于p型半导体,依然如此。

总之,在金属和半导体中,通常都是电中性的,即其中的正、负电荷相

等,这就是所谓的“电中性条件”。导电性越好的材料,电中性条件的要求就 越严格,其中不会出现净电荷。

电中性条件即是说半导体内部总是保持为电中性的,其中没有多余的空间 电荷,即处处正电荷密度等于负电荷密度。该电中性条件这也就是用来计算各 种情况下半导体中的Fermi能级、并从而确定载流子统计分布的出发点。

一般,半导体中的电荷有四种:导带电子的负电荷[A],价带空穴的正电荷 [B],电离施主的正电荷[C]和电离受主的负电荷[D];热平衡时的电中性即要求 负电荷密度=正电荷密度,即:[A]+[D]=[B]+[C],这就是所谓电中性条件。对

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