大學(xué)物理m固體中的電子(編輯修改稿)
2025-02-09 19:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 帶中的空穴也可參與導(dǎo)電 ， 可用 “ 帶正電的空穴 ” 的運(yùn)動(dòng)來(lái)描繪 ——空穴導(dǎo)電 . 純凈 (本征 )半導(dǎo)體：導(dǎo)帶中的電子數(shù)等于滿(mǎn)帶中的空穴數(shù) . 20 2. 電子、空穴 —半導(dǎo)體導(dǎo)電機(jī)理 電子 空穴 空穴的存在，滿(mǎn)帶中有了空位，可以導(dǎo)電 半導(dǎo)體導(dǎo)電與金屬導(dǎo)電方式的不同 ？ 半導(dǎo)體 ： 空穴 +自由電子 金屬導(dǎo)體 ： 自由電子 電子導(dǎo)電 ： 由于導(dǎo)帶內(nèi)電子引起電流 空穴導(dǎo)電 ： 由于滿(mǎn)帶中缺少電子引起電流 只有電子運(yùn)動(dòng) 21 ⒉ 雜質(zhì)的影響 雜質(zhì)半導(dǎo)體 (extrinsic semiconductors)分為兩類(lèi) : ⑴ 電子型 (N型 )半導(dǎo)體 ——摻有施主雜質(zhì) ， 以電子為多數(shù)載流子的半導(dǎo)體 . (N——negative) 施主 (donor)雜質(zhì)：進(jìn)入晶格 ， 與周?chē)|(zhì)原子形成晶體原有的電子結(jié)構(gòu)后 ， 尚有多余價(jià)電子 . . 在四價(jià)元素半導(dǎo)體 (Si, Ge)中摻入五價(jià)雜質(zhì) (P, As) ——施主雜質(zhì) . 22 摻入施主雜質(zhì)后 , 在價(jià)帶上面的禁帶中靠近導(dǎo)帶 (?E~102eV)處 , 出現(xiàn)雜質(zhì)能級(jí) ——施主能級(jí) . 常溫下 E 價(jià)帶 導(dǎo)帶 低溫下 施主能級(jí) 23 常溫下 ， 施主能級(jí)上的電子很容易躍入導(dǎo)帶 ， 相對(duì)說(shuō)來(lái) ， 從價(jià)帶躍入導(dǎo)帶的電子數(shù)很少 ? 導(dǎo)帶中的電子數(shù)遠(yuǎn)多于價(jià)帶中的空穴數(shù) ? 在 N型半導(dǎo)體中 ， 電子是 多數(shù)載流子 (majority carrier， 簡(jiǎn)稱(chēng) 多子 )，而空穴是 少數(shù)載流子 (minority carrier， 簡(jiǎn)稱(chēng) 少子 ). 24 ⑵ 空穴型 (P型 )半導(dǎo)體 ——摻有受主雜質(zhì)，以空穴為多數(shù)載流子的半導(dǎo)體 . (P——positive) 受主 (acceptor)雜質(zhì)：進(jìn)入晶格，與周?chē)|(zhì)原子形成晶體原有的電子結(jié)構(gòu)時(shí)，缺少價(jià)電子 . . 在四價(jià)元素半導(dǎo)體 (Si, Ge)中摻入三價(jià)雜質(zhì) (B, Al)——受主雜質(zhì) . 摻入受主雜質(zhì)后，在價(jià)帶上面的禁帶中靠近價(jià)帶 (?E~102eV)處，出現(xiàn)雜質(zhì)能級(jí) ——受主能級(jí) . 25 常溫下 E 價(jià)帶 導(dǎo)帶 低溫下 受主能級(jí) 常溫下 ， 價(jià)帶中的電子很容易躍入受主能級(jí) ，相對(duì)說(shuō)來(lái) ， 躍入導(dǎo)帶的電子數(shù)很少 ? 價(jià)帶中的空穴數(shù)遠(yuǎn)多于導(dǎo)帶中的電子數(shù) ? 在 P型半導(dǎo)體中 ， 空穴是 多子 ， 電子是 少子 . 26 半導(dǎo)體的摻雜性 —Si為例 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 本征半導(dǎo)體 n型半導(dǎo)體 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +5 +4 p型半導(dǎo)體 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +3+4 As V族： N、 P、As、 Sb、 Bi B III族： B、 Al、Ga、 In、 Tl ?Eg 導(dǎo) 帶 滿(mǎn) 帶 E EA受主能級(jí) 空穴濃度增加； 空穴多子，電子少子 ?Eg 電子空穴對(duì)濃度小 熱激發(fā)：電子空穴對(duì)
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