空导带空导带空导带空导带带隙Er带带隙空态满价带Er满价带满价带价带满态(d)(c)(b)(a)图10一3固体在0K时可能存在的电子能带结构。（a）在金属（如铜）的电子能带结构（b）满价带与导带重叠的金属（如镁）电子能带结构：（c）满价带与导带被带隙（>2eV）分隔的绝缘体电子能带结构：（d）满价带与导带被带隙（<2eV）分隔的半导体电子能带结构。Cmeg/aol“02
© meg/aol ‘02 图10－3 固体在0K时可能存在的电子能带结构。(a)在金属（如铜）的电子能带结构 ；（b）满价带与导带重叠的金属（如镁）电子能带结构；（c）满价带与导带被带 隙（＞2eV）分隔的绝缘体电子能带结构；（d）满价带与导带被带隙（＜2eV）分 隔的半导体电子能带结构
对于绝缘体和半导体不存在临近满价带顶部的空态。因此，要成为自由电子,必须被激发并越过带隙（bandgap）或称能隙，而进入导带低部的空态。这种事件发生的条件是给一个电子提供两态能差即近似等于带隙能Eg。对于许多材料,该带隙是几个电子伏的宽,这意味着非常大的电场被需要来激发一个电子越过带隙。激发能经常不是来自电场，而是热或光，通常是前者。由热激发而进入导带的电子数取决于能隙宽度和温度。在给定的温度下，能隙越宽.价电子能被激发进入导带的几率就越小。换言之，能隙越宽，在某温度下的电导率越低。因此半导体和绝缘体的区分就在于能隙的宽度对于半导体它的能隙窄而绝缘体相对宽。显然，增加半导体或绝缘体的温度可使电子激发的热能增加，因此更多的电子被激发到导带，这引起电导率的增强。meg/aol“02
© meg/aol ‘02 对于绝缘体和半导体,不存在临近满价带顶部的空态。 因此, 要成 为自由电子,必须被激发并越过带隙（band gap）或称能隙，而进入 导带低部的空态。这种事件发生的条件是给一个电子提供两态能差, 即近似等于带隙能Eg。对于许多材料,该带隙是几个电子伏的宽,这意 味着非常大的电场被需要来激发一个电子越过带隙。激发能经常不 是来自电场, 而是热或光, 通常是前者。由热激发而进入导带的电子 数取决于能隙宽度和温度。 在给定的温度下,能隙越宽,价电子能被激 发进入导带的几率就越小。 换言之,能隙越宽, 在某温度下的电导率 越低。 因此,半导体和绝缘体的区分就在于能隙的宽度,对于半导体, 它的能隙窄,而绝缘体相对宽。显然，增加半导体或绝缘体的温度可 使电子激发的热能增加，因此更多的电子被激发到导带,这引起电导 率的增强
10.2.3电子迁移率散射现象被表示为一种对电流通道的阻力，几个参数被用于描述散射的程度，它们包括漂移速度和电子迁移率。漂移速度表示外场作用力方向上的平均电子速度，它与电场（)成正比(10-8)Va =VS比例常数称为申子迁移率它的单位是平方米每伏特-秒(m2/V·s)。Vemeg/aol"02
© meg/aol ‘02 10.2．3 电子迁移率 散射现象被表示为一种对电流通道的阻力, 几个参数被用 于描述散射的程度，它们包括漂移速度和电子迁移率。漂移速 度表示外场作用力方向上的平均电子速度, 它与电场 (δ)成正比: (10－8) 比例常数 称为电子迁移率,它的单位是平方米每伏特-秒 (m2/V·s)。 vd ve e v
图(a)电子电荷被原子Ax和缺陷所散射，从而以不V=AxAt规则路径通过导体，故其(a)速度以平均速度表达。(b)金属键中的价电子容易流动，故有高的迁移率。()在半导体和绝缘体中的共b价键必须破断才能使电子Atom流动，故它们有低的迁移率。Electron(c)meg/aol“02
© meg/aol ‘02 图(a)电子电荷被原子 和缺陷所散射，从而以不 规则路径通过导体，故其 速度以平均速度表达。(b) 金属键中的价电子容易流 动，故有高的迁移率。(c) 在半导体和绝缘体中的共 价键必须破断才能使电子 流动，故它们有低的迁移 率
大部分材料的电导率可描述如下：g=nlele(10-9)式中n是单位体积的自由（传导）电子的数目,而1e|是一个电子的电荷量的绝对值(1.6×10-19C)。因此，电导率是正比于自由电子数和电子迁移率。Cmeg/aol"02
© meg/aol ‘02 大部分材料的电导率可描述如下： （10－9） 式中n是单位体积的自由（传导）电子的数目,而 ︱e︱是一个电子的电荷量的绝对值(1.6×10-19C)。 因此， 电导率是正比于自由电子数和电子迁移率。 e n e