固體的能帶結構ppt課件-在線瀏覽
2025-03-03 12:24本頁面
【正文】 導帶 E 某些一價金屬 ， 如 :Li … 滿帶 空帶 E 某些二價金屬 ， 如 :Be, Ca, Mg, Zn, Ba … 導帶 空帶 E 如 :Na, K, Cu, Al, Ag… 導體 在外電場的作用下，大量共有化電子 從能級圖上來看， 是因為其共有化電子 很易從低能級躍遷到高能級上去。 二 .絕緣體的能帶結構 E 空帶 空帶 滿帶 禁帶 ΔEg=3～ 6eV 從能級圖來看， 是因為滿帶 絕緣體 在外電場的作用下， 當 外電場足夠強 時，共有化電子還是能越過 共有化電子很難從低能級 （滿帶）躍遷到高能級（空帶）上去。 （ ?Eg ： 3～ 6 eV）， 與空帶間有一個 較寬 的禁帶 禁帶躍遷到上面的空帶中，使 絕緣體被擊穿 。 半導體的導電機構 一 . 本征半導體 （ semiconductor） 本征半導體是指 純凈的 半導體。 半導體 的能帶結構 ?Eg=?2eV E 空帶（導帶） 滿帶 禁帶 本征半導體 所以加熱、光照、加電場都能把電子從滿帶激到發(fā)空帶中去，同時在滿帶中形成 “空穴” （ hole）。 電子和空穴總是 成對出現(xiàn)的。 當光照 h? Δ Eg 時， 可 發(fā) 生 本征吸收 ， 形成 本征光電導。 空穴躍遷也形成電流， 這稱為空穴導電。 二 . 雜質 （ impurity） 半導體 1. n型半導體 又稱 n 型半導體。 本征半導體 Si、 Ge等的四個價電子，與另四 個原子形成共價結合， 當摻入少量五價的 雜質 元素（如 P、 As等）時， 就形成了 電子型半導體， n 型半導體 空 帶 滿 帶 施主能級 ?ED ?Eg Si Si Si Si Si Si Si P 這種靠近空帶的附加能級稱為 施主 （ donor） 能級。 在 n型半導體中： 電子濃度 nn ～ 施主雜質濃度 nd Si 原子濃度～ 1022 cm?3 2. p型半導體 四價的本征半導體 Si、Ｇ e等摻入少量三價的 雜質 元素（如Ｂ、 Ga、 In等）時，就形成 空穴型半導體， 又稱 p 型半導體。 空 帶 ?EA 滿 帶 受主能級 P型半導體 Si Si Si Si Si Si Si + B ?Eg 這種靠近滿帶的附加能級稱為 受主 （ acceptor） 能級。 空穴濃度 np ～ 受主雜質濃度 na 在 p型半導體中： Si 原子濃度～ 1022 cm? 3 3. n型化合物半導體 例如，化合物 GaAs中摻 Te，六價的 Te替代五價的 As可形成施主能級， 成為 n型 GaAs雜質半導體。 三 . 雜質的補償作用 實際的半導體中既有施主雜質（濃度 nd），又有受主雜質（濃度 na），兩種雜質有補償作用： 若 nd ? na—— 為 n型（施主） 若 nd ? na—— 為 p型（受主） 利用雜質的補償作用，可以制成 pn 結。 p n 結 一 . p n 結的形成 在 n 型 半導體基片的一側 摻入較高濃度的 面附近 產生了一個 內建 內E?。 內E?電子和空穴的擴散， 在 p型和 n型半導體 交界 p型半導體 (補償作用 )。 在 p型和 n型交界面附近形成的這種特殊結構稱為 pn結（阻擋層，耗盡
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