本征半導(dǎo)體與載流子
;;; 完全純凈且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱(chēng)GRM155R71H332KA01D為本征半導(dǎo)體。晶體原子間的共價(jià)鍵具有很強(qiáng)的結(jié)合力,在絕對(duì)溫度為零度時(shí),價(jià)電子不能掙脫共價(jià)鍵的束縛,也就不能自由移動(dòng),此時(shí)半導(dǎo)體不導(dǎo)電。當(dāng)溫度升高或光照增強(qiáng)時(shí),少數(shù)價(jià)電子獲得能量從而掙脫共價(jià)鍵的束縛,成為自由電子,在原來(lái)的共價(jià)鍵的相應(yīng)位置留下一個(gè)空位,這個(gè)空位稱(chēng)為“空穴”。如圖1-14所示,其中A處為空穴,B處為自由電子。因?yàn)樽杂呻娮优c空穴是成對(duì)出現(xiàn)的,所以稱(chēng)為電子空穴對(duì),此時(shí)整個(gè)原子對(duì)外仍然呈現(xiàn)電中性,這種現(xiàn)象就稱(chēng)為本征激發(fā)。;;;;;;;;;;;; ;;;;;;
;;; 由于共價(jià)鍵A處出現(xiàn)了空穴,在外加電場(chǎng)或其他能源的作用下,鄰近的價(jià)電子就容易填補(bǔ)到這個(gè)空穴中,使該價(jià)電子原來(lái)所在共價(jià)鍵的位置形成一個(gè)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(jià)電子(圖1-14中D處)又填補(bǔ)到這個(gè)新的空穴,空穴又從C處移到D處。因此,空穴可以在半導(dǎo)體中自由移動(dòng),實(shí)質(zhì)上是價(jià)電子填補(bǔ)空穴的運(yùn)動(dòng)(二者運(yùn)動(dòng)方向相反)。從自由電子的角度來(lái)看,其定向移動(dòng)會(huì)形成電流;從空穴的角度來(lái)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(hào)相反,其定向移動(dòng)也會(huì)形成電流。
;;; 可見(jiàn),在本征半導(dǎo)體中存在兩種載流子:帶負(fù)電荷的電子載流子和帶正電荷的空穴載流子。