+32 图7-1原子结构示意图
图 7 - 1原子结构示意图 (a) (b) S i ＋ 14 Ge ＋ 32
价电子的数目越接近8个,物质的化学结构也就越稳固 对于金属材料,其价电子一般少,因此金属中的价电子很容 易变成自由电子,所以,金属是良导体;对于单质绝缘体, 其价电子数一般多于4个,因此绝缘体中的价电子均被原子 核牢牢地吸引着,很难形成自由电子,所以不能导电;对于 半导体来说,原子的价电子数为4个,其原子的外层电子既 不像金属那样容易挣脱岀来,也不像绝缘体那样被原子核紧 紧束缚住,因此半导体的导电性能就比较特殊
价电子的数目越接近8个，物质的化学结构也就越稳固。 对于金属材料，其价电子一般少，因此金属中的价电子很容 易变成自由电子，所以, 金属是良导体；对于单质绝缘体， 其价电子数一般多于4个，因此绝缘体中的价电子均被原子 核牢牢地吸引着，很难形成自由电子，所以不能导电；对于 半导体来说，原子的价电子数为4个，其原子的外层电子既 不像金属那样容易挣脱出来，也不像绝缘体那样被原子核紧 紧束缚住，因此半导体的导电性能就比较特殊
2.半导体的共价键结构 半导体一般都是晶体结构,最常见的半导体材料是硅和锗 当硅或锗被制成单晶体时,其原子有序排列,每个原子最外 层的4个价电子不仅受自身原子核的束缚,而且还与周围相 邻的4个原子发生联系。这时,每两个相邻原子之间都共用 一对电子,使相邻两原子紧密地连在一起,形成共价键结构, 如图7-2所示
2. 半导体的共价键结构 半导体一般都是晶体结构, 最常见的半导体材料是硅和锗。 当硅或锗被制成单晶体时，其原子有序排列，每个原子最外 层的 4 个价电子不仅受自身原子核的束缚，而且还与周围相 邻的 4 个原子发生联系。这时，每两个相邻原子之间都共用 一对电子，使相邻两原子紧密地连在一起，形成共价键结构， 如图 7 - 2 所示
炽的局部结构 两个电子 的共价键 正离子核 图7-2硅和锗的共价键结构 (a)硅(Si);(b)锗(Ge)
图 7-2 (a) 硅(Si); (b) 锗(Ge) ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 正离子核 大块晶体中 的局部结构 两个电子 的共价键
7.14本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体,称为本征半导体。当 本征半导体的温度升高或受到光线照射时,其共价键中的价 电子就从外界获得能量。由于半导体原子外层的电子不像绝 缘体那样被原子核紧紧地束缚着,因此就有少量的价电子在 获得足够能量后,挣脱原子核的束缚而成为自由电子,同时 在原来共价键上留下了相同数量的空位,这种现象称为本征 激发。在本征半导体中,每激发出来一个自由电子,就必然 在共价键上留下一空位,我们把该空位称为空穴,由于空穴 失去电子,因而空穴带正电。可见自由电子和空穴总是成 对出现的,我们称之为电子空穴对,如图7-3所示
7.1.4本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体，称为本征半导体。当 本征半导体的温度升高或受到光线照射时，其共价键中的价 电子就从外界获得能量。由于半导体原子外层的电子不像绝 缘体那样被原子核紧紧地束缚着，因此就有少量的价电子在 获得足够能量后，挣脱原子核的束缚而成为自由电子，同时 在原来共价键上留下了相同数量的空位，这种现象称为本征 激发。在本征半导体中，每激发出来一个自由电子，就必然 在共价键上留下一空位，我们把该空位称为空穴，由于空穴 失去电子， 因而空穴带正电。 可见自由电子和空穴总是成 对出现的， 我们称之为电子-空穴对， 如图 7 - 3 所示