空穴导电 冬由于共价键中出现了空穴，在外加电场的作用下，邻 近价电子就可填补到这个空位上，而在这个电子原来 的位置上又留下新的空位，其他电子又可转移到这个 新的空穴，这样就使共价键中出现电荷迁移。 共价键中空穴或束缚电子移动产生电流的根本原因是 由于共价键中出现空穴引起的。空穴的运动是靠相邻 共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。 冬把空穴看成是一个带正电的粒子，所带的电量与电子 相等，符号相反，在外加电场作用下，可以自由地在 晶体中运动，从而和自由电子一样导电。因此空穴是 一 种载流子，空穴越多，半导体中的载流子数目就越 多，因此形成的电流就愈大。 6
空穴导电 ❖ 由于共价键中出现了空穴，在外加电场的作用下，邻 近价电子就可填补到这个空位上，而在这个电子原来 的位置上又留下新的空位，其他电子又可转移到这个 新的空穴，这样就使共价键中出现电荷迁移。 ❖ 共价键中空穴或束缚电子移动产生电流的根本原因是 由于共价键中出现空穴引起的。空穴的运动是靠相邻 共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。 ❖ 把空穴看成是一个带正电的粒子，所带的电量与电子 相等，符号相反，在外加电场作用下，可以自由地在 晶体中运动，从而和自由电子一样导电。因此空穴是 一种载流子，空穴越多，半导体中的载流子数目就越 多，因此形成的电流就愈大。 6
本征载流子 。1 在本征半导体中，由于本征激发，不断地产生自由电子- 空穴对，使载流子浓度增加。温度越高，产生率越高。 ● 与此同时，又会有相反的过程发生：复合。 ·复合率=产生率，达到动态平衡。 ●】 本征载流子浓度： ni=p=AT312e-EGol2kT n1,p分别表示电子和空穴的浓度(cm-3);T为热力学温度(K)；E为=OK时的禁带 宽度（硅为1.21eV,锗为0.78eV);为玻尔兹曼常数(8.63×10-6V/K);A是与半导 体材料有关的常数（硅为3.87×1016cm3·3/2,锗为1.76×1016cm-3·K-3/2)
本征载流子 在本征半导体中，由于本征激发，不断地产生自由电子- 空穴对，使载流子浓度增加。温度越高，产生率越高。 与此同时，又会有相反的过程发生：复合。 复合率=产生率，达到动态平衡。 本征载流子浓度： E kT i i G n p A T e 3/ 2 / 2 0 − 0 = = 7 ni,pi分别表示电子和空穴的浓度(cm–3 )；T为热力学温度(K)；EG0为T=0K时的禁带 宽度(硅为1.21eV,锗为0.78eV)；k为玻尔兹曼常数(8.63×10–6 V/K)；A0是与半导 体材料有关的常数(硅为3.87×1016cm-3·K -3/2，锗为1.76×1016cm-3·K-3/2)
杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的杂质，就会使半导体的 导电性能发生显著的改变。 ÷因掺入杂质的性质不同，杂质半导体可分为空穴(P) 型半导体和电子()型半导体两大类。 8
杂质半导体 ❖ 在本征半导体中掺入微量的杂质，就会使半导体的 导电性能发生显著的改变。 ❖ 因掺入杂质的性质不同，杂质半导体可分为空穴(P) 型半导体和电子(N)型半导体两大类。 8
P型半导体 在本征硅或锗的晶体内掺入少量三价元素杂质，如 硼（或铟）等，因硼原子只有三个价电子，它与周围硅 原于组成共价键时，缺少一个电子，在晶体中便产 生一个空位。 当相邻共价键上的电子受到热振动或在其他激发获 得能量时，有可能填补这个空位，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，形成了空穴。 的 因为硼原子在硅晶体中能接受电子，故称硼为受主 杂质或P型杂质，受主杂质除硼外尚有铟和铝。加入 砷化镓的受主原子包括元素周期表中的川族元素（作 为镓原子的受主)或V族元素（作为砷原子的受主）。 9
P型半导体 ❖ 在本征硅或锗的晶体内掺入少量三价元素杂质，如 硼(或铟)等，因硼原子只有三个价电子，它与周围硅 原于组成共价键时，缺少一个电子，在晶体中便产 生一个空位。 ❖ 当相邻共价键上的电子受到热振动或在其他激发获 得能量时，有可能填补这个空位，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，形成了空穴。 ❖ 因为硼原子在硅晶体中能接受电子，故称硼为受主 杂质或P型杂质，受主杂质除硼外尚有铟和铝。加入 砷化镓的受主原子包括元素周期表中的II族元素(作 为镓原子的受主)或IV族元素(作为砷原子的受主)。 9
P型半导体的共价键结构 ?P型半导体在产生空穴时，不产生新的自由电子。控 制掺入杂质的多少，便可控制空穴数量。 必 在P型半导体中， 空穴数远大于自 由电子数，在这 种半导体中，以 受主原子 邻近的电子落人受主的空位， 留下可移动的空穴 空穴导电为主 十】 因而空穴为多数 可移动的空穴 载流子，自由电 受主获得一个电子 子为少数载流子。 而形成一个负离？ -4 10
P型半导体的共价键结构 ❖ P型半导体在产生空穴时，不产生新的自由电子。控 制掺入杂质的多少，便可控制空穴数量。 10 ❖ 在P型半导体中， 空穴数远大于自 由电子数，在这 种半导体中，以 空穴导电为主， 因而空穴为多数 载流子，自由电 子为少数载流子