本征半導體與載流子
發(fā)布時間:2012/7/5 19:27:20 訪問次數(shù):2715
完全純凈且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體稱GRM155R71H332KA01D為本征半導體。晶體原子間的共價鍵具有很強的結(jié)合力,在絕對溫度為零度時,價電子不能掙脫共價鍵的束縛,也就不能自由移動,此時半導體不導電。當溫度升高或光照增強時,少數(shù)價電子獲得能量從而掙脫共價鍵的束縛,成為自由電子,在原來的共價鍵的相應位置留下一個空位,這個空位稱為“空穴”。如圖1-14所示,其中A處為空穴,B處為自由電子。因為自由電子與空穴是成對出現(xiàn)的,所以稱為電子空穴對,此時整個原子對外仍然呈現(xiàn)電中性,這種現(xiàn)象就稱為本征激發(fā)。
由于共價鍵A處出現(xiàn)了空穴,在外加電場或其他能源的作用下,鄰近的價電子就容易填補到這個空穴中,使該價電子原來所在共價鍵的位置形成一個空穴,如圖1-14中C處,這樣空穴便從A處移至C處;同樣,鄰近的價電子(圖1-14中D處)又填補到這個新的空穴,空穴又從C處移到D處。因此,空穴可以在半導體中自由移動,實質(zhì)上是價電子填補空穴的運動(二者運動方向相反)。從自由電子的角度來看,其定向移動會形成電流;從空穴的角度來看,其可看成是一種帶正電荷的載流子,所帶的電量與電子相等,符號相反,其定向移動也會形成電流。
可見,在本征半導體中存在兩種載流子:帶負電荷的電子載流子和帶正電荷的空穴載流子。
完全純凈且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導體稱GRM155R71H332KA01D為本征半導體。晶體原子間的共價鍵具有很強的結(jié)合力,在絕對溫度為零度時,價電子不能掙脫共價鍵的束縛,也就不能自由移動,此時半導體不導電。當溫度升高或光照增強時,少數(shù)價電子獲得能量從而掙脫共價鍵的束縛,成為自由電子,在原來的共價鍵的相應位置留下一個空位,這個空位稱為“空穴”。如圖1-14所示,其中A處為空穴,B處為自由電子。因為自由電子與空穴是成對出現(xiàn)的,所以稱為電子空穴對,此時整個原子對外仍然呈現(xiàn)電中性,這種現(xiàn)象就稱為本征激發(fā)。
由于共價鍵A處出現(xiàn)了空穴,在外加電場或其他能源的作用下,鄰近的價電子就容易填補到這個空穴中,使該價電子原來所在共價鍵的位置形成一個空穴,如圖1-14中C處,這樣空穴便從A處移至C處;同樣,鄰近的價電子(圖1-14中D處)又填補到這個新的空穴,空穴又從C處移到D處。因此,空穴可以在半導體中自由移動,實質(zhì)上是價電子填補空穴的運動(二者運動方向相反)。從自由電子的角度來看,其定向移動會形成電流;從空穴的角度來看,其可看成是一種帶正電荷的載流子,所帶的電量與電子相等,符號相反,其定向移動也會形成電流。
可見,在本征半導體中存在兩種載流子:帶負電荷的電子載流子和帶正電荷的空穴載流子。
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