1、本征半导体的共价键结构本征晶体中各原子之间靠得很近,使原分属于各原子的大块晶体中四个价电子同时受到的局部结构相邻原子的吸引,分两个电子的共价键别与周围的四个原子的价电子形成共价键正离子芯共价键中的价电子为这些原子所共有,并+42为它们所束缚,在空间形成排列有序的晶体。如下图所示:
本征晶体中各 原子之间靠得很近, 使原分属于各原子的 四个价电子同时受到 相邻原子的吸引,分 别与周围的四个原子 的价电子形成共价键。 共价键中的价电子为 这些原子所共有,并 为它们所束缚,在空 间形成排列有序的晶 体。如下图所示: 1、本征半导体的共价键结构
2、共价键性质共价键上的两个电子是由相邻原子各用一个电子组成的,这两个电子被成为束缚电子。束缚电子同时受两个原子的约束,如果没有足够的能量,不易脱离轨道。因此,在绝对温度T=0°K(-273°C)时,由于共价键中的电子被束缚着,本征半导体中没有自由电子,不导电。只有在激发下,本征半导体才能导电
2、共价键性质 共价键上的两个电子是由相邻原子各用一个电子 组成的,这两个电子被成为束缚电子。 束缚电子同时受两个原子的约束,如果没有足够 的能量,不易脱离轨道。 因此,在绝对温度T=0K(-273 C)时,由于 共价键中的电子被束缚着,本征半导体中没有自由电子, 不导电。只有在激发下,本征半导体才能导电
3、电子与空穴当导体处于热力学温度0°K时,+4+4导体中没有自由电由于热激发而产生的自由电子子。当温度升高或8+4+4受到光的照射时自由电子移动后而留下的空穴价电子能量增高,+4+4+4°有的价电子可以挣脱原子核的束缚由于随机热振动致使共价键被打破而产生而参与导电,成为空穴一电子对自由电子这一现象称为本征激发,也称热激发
由于随机热振动致使共价键被打破而产生 空穴-电子对 3、电子与空穴 当导 体处于 热 力学温度0K时, 导体中没有自由电 子。当温度升高或 受到光的照射时, 价电子能量增高, 有的价电子可以挣 脱原子核的束缚, 而参与导电,成为 自由电子。 这一现象称为本征激发,也称热激发
自由电子产生的同时,在其原来的共价键中就出现了一个空位,原子的电中性被破坏,呈现出正电性,其正电量与电子的负电量相等,人们常称呈现正电性的这个空位为空穴可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡
自由电子产生的同时,在其原来的共价键 中就出现了一个空位,原子的电中性被破坏, 呈现出正电性,其正电量与电子的负电量相等 ,人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。 可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成 对出现的,称为电子空穴对。游离的部分自由电子也 可能回到空穴中去,称为复合。本征激发和复合在一 定温度下会达到动态平衡
空穴的移动由于共价键中出现了空穴,在外加能源的激发下,邻近的价电子有可能挣脱束缚补到这个空位上,而这个电子原来的位置又出现了空穴,其它电子又有可能转移到该位置上。这样一来在共价键中就出现了电荷迁移一电流。电流的方向与电子移动的方向相反,与空穴移动的方向相同。本征半导体中,产生电流的根本原因是由于共价键中出现了空穴
空穴的移动 由于共价键中出现了空穴,在外加能源的激发 下,邻近的价电子有可能挣脱束缚补到这个空位上, 而这个电子原来的位置又出现了空穴,其它电子又有 可能转移到该位置上。这样一来在共价键中就出现了 电荷迁移—电流。 电流的方向与电子移动的方向相反,与空穴移 动的方向相同。本征半导体中,产生电流的根本原 因是由于共价键中出现了空穴