半导体的导电机构

半导体的导电机构第1页，共15页，2023年，2月20日，星期一电子和空穴GaAs的扫描隧道显微镜图象第2页，共15页，2023年，2月20日，星期一空带满带满带上带正电的空穴向下跃迁也能形成电流,这称为空穴导电。Eg在外电场作用下,空穴下面能级上的电子可以跃迁到空穴上来,这相当于空穴向下跃迁。电子和空穴第3页，共15页，2023年，2月20日，星期一2.杂质的影响(1)n型半导体四价的本征半导体Si、Ge等，掺入少量五价的杂质元素（如P、As等）形成电子型半导体,称n型半导体。量子力学表明，这种掺杂后多余的电子的能级在禁带中紧靠空带处,ED～10-2eV，极易形成电子导电。该能级称为施主能级。第4页，共15页，2023年，2月20日，星期一

n型半导体

在n型半导体中空带满带施主能级EDEgSiSiSiSiSiSiSiP空穴……少数载流子电子……多数载流子杂质的影响第5页，共15页，2023年，2月20日，星期一(2)p型半导体

四价的本征半导体Si、Ｇe等，掺入少量三价的杂质元素(如Ｂ、Ga、Ｉn等)形成空穴型半导体，称p型半导体。量子力学表明，这种掺杂后多余的空穴的能级在禁带中紧靠满带处，ED～10-2eV,极易产生空穴导电。该能级称受主能级。杂质的影响第6页，共15页，2023年，2月20日，星期一空带Ea满带受主能级

P型半导体Eg在p型半导体中电子……少数载流子空穴……多数载流子SiSiSiSiSiSiSiB+杂质的影响第7页，共15页，2023年，2月20日，星期一3.电阻率和温度的关系电阻与温度的关系导体的电阻率随温度的升高而增大。金属半导体的电阻率随温度的升高而急剧地下降。由于半导体中的电子吸收能量后，受激跃迁到导带的数目增多。利用半导体的这种性质可以制成热敏电阻。半导体第8页，共15页，2023年，2月20日，星期一4.半导体的光电导现象半导体在光照射下，电子吸收能量后，向导带跃迁。导电能力会增大，这种现象又称为内光电效应。利用半导体的光电导现象可以制成光敏电阻。第9页，共15页，2023年，2月20日，星期一5.p-n结使p型半导体和n型半导体相接触，或在本征半导体两端各掺入施主杂质和受主杂质，它们交界处的结构称为p-n结。P区空穴多电子少，n区电子多空穴少，因此p区中的空穴将向n区扩散，n区的电子将向p区扩散，在交界处形成正负电荷的积累层，在p区的一侧带负电，在n区的一侧带正电，这一电偶层形成的电场将遏止电子和空穴的继续扩散，最后达到动态平衡。在p-n结处形成一定的电势差。第10页，共15页，2023年，2月20日，星期一p-n结pnpnP-n结P-n结的能带情况第11页，共15页，2023年，2月20日，星期一正向连接pn当p-n结正向连接时，外电场方向与p-n结中的电场方向相反，结中电场减弱，势垒降低，扩散增强，形成正向电流。p-n结第12页，共15页，2023年，2月20日，星期一当p-n结反向连接时，外电场方向与p-n结中的电场方向相同，结中电场增强，势垒升高，少数载流子在电场作用下移动形成反向电流。np反向连接p-n结第13页，共15页，2023年，2月20日，星期一P-n结的伏安特性P-n结具有单向导电性，在电路中可以起到整流作用。p-n结第14页，共15页，2023年