由于热激发而产生 的自由电子 以+只+ 自由电子移走 后留下的空穴 图7-3电子空穴对
图 7 - 3电子-空穴对 ＋ 4 由于热激发而产生 的自由电子 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 自由电子移走 后留下的空穴
在产生电子空穴对的同时,有的自由电子在杂乱的热运动 中又会不断地与空穴相遇,重新结合,使电子空穴对消失 这称为复合。在一定温度下载流子的产生过程和复合过程是相 对平衡的,载流子的浓度是一定的。在常温下,本征半导体受 热激发所产生的自由电子和空穴数量很少,同时本征半导体的 导电能力远小于导体的导电能力,导电能力很差。温度越高, 所产生的电子空穴对也越多,半导体的导电能力也就越强。 在外电场的作用下,一方面自由电子产生定向移动,形成 电子电流;另一方面价电子也按一定方向依次填补空穴,即空 穴产生移动,形成空穴电流
在产生电子-空穴对的同时, 有的自由电子在杂乱的热运动 中又会不断地与空穴相遇，重新结合，使电子-空穴对消失， 这称为复合。在一定温度下载流子的产生过程和复合过程是相 对平衡的，载流子的浓度是一定的。在常温下，本征半导体受 热激发所产生的自由电子和空穴数量很少，同时本征半导体的 导电能力远小于导体的导电能力，导电能力很差。温度越高， 所产生的电子-空穴对也越多，半导体的导电能力也就越强。 在外电场的作用下，一方面自由电子产生定向移动，形成 电子电流；另一方面价电子也按一定方向依次填补空穴，即空 穴产生移动，形成空穴电流
在外电场的作用下,一方面自由电子产生定向移动,形 成电子电流;另一方面价电子也按一定方向依次填补空穴, 即空穴产生移动,形成空穴电流。由于电子和空穴所带电荷 的极性相反,它们的运动方向也是相反的,因此形成的电流 方向是一致的,流过外电路的电流等于两者之和。 综上所述,在半导体中不仅有自由电子一种载流子,而 且还有另一种载流子一空穴。这是半导体导电的一个重要特 性。在本征半导体内,自由电子和空穴总是成对出现的,也 就是说,有一个自由电子就必定有一个空穴,因此在任何时 候,本征半导体中的自由电子数和空穴数总是相等的
在外电场的作用下， 一方面自由电子产生定向移动，形 成电子电流； 另一方面价电子也按一定方向依次填补空穴， 即空穴产生移动， 形成空穴电流。 由于电子和空穴所带电荷 的极性相反，它们的运动方向也是相反的，因此形成的电流 方向是一致的，流过外电路的电流等于两者之和。 综上所述， 在半导体中不仅有自由电子一种载流子，而 且还有另一种载流子——空穴。这是半导体导电的一个重要特 性。 在本征半导体内，自由电子和空穴总是成对出现的， 也 就是说，有一个自由电子就必定有一个空穴，因此在任何时 候， 本征半导体中的自由电子数和空穴数总是相等的
7.15掺杂半导体 本征半导体中虽然存在两种载流子,但因本征半导体内 载流子的浓度很低,所以导电能力很差。在本征半导体中, 人为有控制地掺入某种微量杂质,即可大大改变它的导电性 能。按照掺入杂质的不同,可获得N型和P型两种掺杂半导体 1.P型半导体 在本征半导体(硅或锗的晶体)中掺入三价元素杂质, 如硼、镓、铟等,因杂质原子的最外层只有3个价电子,它与 周围硅(锗)原子组成共价键时,缺少一个电子,于是在晶 体中便产生一个穴位。当相邻共价键上的电子受到热振动或 在其它激发条件下获得能量时,就有可能填补这个穴位,使 硼原子成为不能移动的负离子,而原来硅原子的共价键则因 缺少一个电子,形成空穴,如图7-4所示
7.15 掺杂半导体 本征半导体中虽然存在两种载流子，但因本征半导体内 载流子的浓度很低，所以导电能力很差。在本征半导体中， 人为有控制地掺入某种微量杂质，即可大大改变它的导电性 能。按照掺入杂质的不同，可获得N型和P型两种掺杂半导体。 1. P 在本征半导体（硅或锗的晶体）中掺入三价元素杂质， 如硼、镓、铟等，因杂质原子的最外层只有3个价电子，它与 周围硅（锗）原子组成共价键时， 缺少一个电子， 于是在晶 体中便产生一个穴位。当相邻共价键上的电子受到热振动或 在其它激发条件下获得能量时，就有可能填补这个穴位，使 硼原子成为不能移动的负离子，而原来硅原子的共价键则因 缺少一个电子，形成空穴, 如图 7 - 4 所示
受主原 邻近的电子落入受主的 空位,留下可移动的空穴 可移动的空穴 主获得一个电子而 +炉形成一个负离子 图74P型半导体的共价键结构
图 7 4 P型半导体的共价键结构 ＋ 4 邻近的电子落入受主的 空位，留下可移动的空穴 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 3 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 ＋ 4 可移动的空穴 受主获得一个电子而 形成一个负离子 受主原子