导带 Eg禁带 g禁带 满带 满带 半导体能带简图 绝缘体能带简图 满带 价带 金属导体能带简图 单价金属能带简图
3. 导体、半导体和绝缘体的能带结构 ： ¾ 导体——电阻率为10-8～10 2欧姆·米的物体； ¾ 绝缘体——电阻率为10 8～1016欧姆·米的物体； ¾ 半导体——电阻率则介于导体与绝缘体之间，如硅、硒、 、锗、硼等元素以及硒、碲、硫的化合物，各种金属氧化 和其他许多无机物质。 ¾ 从本质上说，半导体和绝缘体在能带结构上没有什么差别 不过半导体的带隙较窄，约从十分之几eV到1.5eV，而绝缘体的带隙较 宽，约从1.5eV到十个eV。在任何温度下，由于电子的热运动，将使一 些电子从满带越过禁带，激发到导带里去。因为导带中的能级在被热激 发电子占据之前是空着的，所以电子进入导带后，就有机会在电场作用 下，沿着电场相反的方向运动，去占据新的能级。这种定向运动的结果 就使晶体能够导电。绝缘体的禁带一般很宽，所以在一般温度下，从满 带热激发到导带的电子数是微不足道的，这样，它的外在表现便是电阻 率很大。半导体的禁带较窄，所以在一般温度下，热激发到导带去的电 子数也较多，电阻率因而较小。 E g 禁 带 半导体能带简图 绝缘体能带简图 E 导 带 单价金属能带简图 价 带 E 导 带 金属导体能带简图 满 带 E 导 带 E 满 带 导 带 E g 禁 带 满 带
4.半导体的特性: 半导体之所以能成为制作半导体元器件的材料,并不 是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间,而是由 于它具有一些独特的导电性能。如光电导效应、光生 伏特效应和温差电效应等。 本征半导体纯净的半导体单晶称为本征半导体。 它的导电性能取决于价带中电子向导带的跃迁。因此 在外电场作用下,既有发生在到导带中的电子的定向 运动,又有发生在价带中的电子的定向运动,它兼具 电子导电和空穴导电的两种机构,这类导电性称为本 征导电
4. 半导体的特性 ： 半导体之所以能成为制作半导体元器件的材料，并不 是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而是由 于它具有一些独特的导电性能。如光电导效应、光生 伏特效应和温差电效应等。 ¾ 本征半导体——纯净的半导体单晶称为本征半导体。 它的导电性能取决于价带中电子向导带的跃迁。因此 在外电场作用下，既有发生在到导带中的电子的定向 运动，又有发生在价带中的电子的定向运动，它兼具 电子导电和空穴导电的两种机构，这类导电性称为本 征导电
自由电子和空穴—在绝对温度0K( 即-273℃),又无外部激发时,由于 共价键中的价电子被束缚着,半导体 中没有可以自由运动的带电粒子 载流子。因此,即使有外电场的作用 (1)共价键 也不能产生电流。此时的半导体相当 于绝缘体。但是当有外部激发,如温 度升高或光照时,就会使一些价电子 获得能量后,挣脱共价键束缚,而成 (3) 自由电子 (2)空穴 为自由电子,也叫电子载流子,电荷 量为一q。这种现象叫做本征激发。 当价电子挣脱共价键的束缚成为自由 电子后,在共价键中就留下一个空位 子,叫空穴。如右图所示。而邻近的 共价键内的价电子就会跑过来填充, 在原来的位置产生一新的空穴,相当 硅或锗材料的共价键结构 于空穴在移动。空穴是由于失去价电 子形成的,故它是带正电载流子
¾ 自由电子和空穴——在绝对温度0K( 即-273℃)，又无外部激发时，由于 共价键中的价电子被束缚着，半导体 中没有可以自由运动的带电粒子—— 载流子。因此，即使有外电场的作用 也不能产生电流。此时的半导体相当 于绝缘体。但是当有外部激发，如温 度升高或光照时，就会使一些价电子 获得能量后，挣脱共价键束缚，而成 为自由电子，也叫电子载流子，电荷 量为－q。这种现象叫做本征激发。 当价电子挣脱共价键的束缚成为自由 电子后，在共价键中就留下一个空位 子，叫空穴。如右图所示。而邻近的 共价键内的价电子就会跑过来填充， 在原来的位置产生一新的空穴，相当 于空穴在移动。空穴是由于失去价电 子形成的，故它是带正电载流子。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 （1）共价键 （2）空穴 （3） 自由电子 硅或锗材料的共价键结构
杂质半导体在本征半导体中,人为地掺入少 量其他元素(称其为杂质),就可制成杂质半导 体。杂质半导体的导电性能与本征半导体相比有 了非常显著的改变。杂质既可以提高半导体的导 电能力,还能够改变半导体的导电机构。根据掺 入杂质性质的不同,可分为电子型半导体和空穴 型半导体两种。 因为电子带负电,取英文单词“ Negative”的第 个字母,所以电子型半导体又称为N型半导体; 空穴带正电,取英文单词“ Positive”的第一个字 母,所以空穴型半导体又称为P型半导体
¾ 杂质半导体——在本征半导体中，人为地掺入少 量其他元素（称其为杂质），就可制成杂质半导 体。杂质半导体的导电性能与本征半导体相比有 了非常显著的改变。杂质既可以提高半导体的导 电能力，还能够改变半导体的导电机构。根据掺 入杂质性质的不同，可分为电子型半导体和空穴 型半导体两种。 因为电子带负电，取英文单词“Negative”的第一 个字母，所以电子型半导体又称为N型半导体； 空穴带正电，取英文单词“Positive”的第一个字 母，所以空穴型半导体又称为P型半导体
5.N结: 在一块半导体的一端掺入受主杂质,形成P型半 导体;另一端掺入施主杂质,形成N型半导体, 于是在它们的交界处,就形成了一个PN结。PN 结是许多半导体器件的重要组成部分
5. PN结 ： 在一块半导体的一端掺入受主杂质，形成P型半 导体；另一端掺入施主杂质，形成N型半导体， 于是在它们的交界处，就形成了一个PN结。PN 结是许多半导体器件的重要组成部分