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凡亿专栏 | 半导体基础知识——本征半导体
半导体基础知识——本征半导体

1. 半导体的基本知识

     半导体:另一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间,称为半导体。

     半导体的导电机理不同于其他物质,所以它具有不同于其他物质的特点,如:

(1)当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。

(2)往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使它的导电能力明显变化。

2. 本征半导体的结构特点

(1)现代电子学中,用的最多的半导体是硅和锗,他们的最外层电子(价电子)都是四个。如下图所示。

             image.png

通过一定的工艺过程,可以将半导体制成晶体。

(2)本征半导体:完全纯净的,结构完整的半导体晶体。在硅和锗晶体中,原子按四角形系统组成晶体点阵,每个原子都处在正四面体的中心,而四个其他原子位于四面体的顶点,每个原子与其相临的原子之间形成共价键,共用一对价电子,结构如下图所示。

     image.png

 

3. 本征半导体的导电机理

1. 载流子,自由电子和空穴

在绝对0度和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着,本征半导体中没有可以运动的带电粒子(即载流子),它的导电能力为0,相当于绝缘体。

在常温下,由于热激发,使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚,成为自由电子,同时共价键上留下一个空位,称为空穴。如下图所示。

image.png 

 

4. 本征半导体中电流由两部分组成

1. 自由电子移动产生的电流。

2. 空穴移动产生的电流。

本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高,载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强,温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素,这是半导体的一大特点。

    

 


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