什么是本征半导体? 本征半导2113体完全纯净的半导体5261称为本征半导体或I型半导体。硅和锗都是四价元素,其4102原子核最外层有1653四个价电子。它们都是由同一种原子构成的“单晶体”,属于本征半导体。1.半导体中的两种载流子—自由电子和空穴在热力学温度零度和没有外界能量激发时,价电子受共价键的束缚,晶体中不存在自由运动的电子,半导体是不能导电的。但是,当半导体的温度升高(例如室温300oK)或受到光照等外界因素的影响,某些共价键中的价电子获得了足够的能量,足以挣脱共价键的束缚,跃迁到导带,成为自由电子,同时在共价键中留下相同数量的空穴,如图2—3(a)所示。空穴是半导体中特有的一种粒子。它带正电,与电子的电荷量相同。把热激发产生的这种跃迁过程称为本征激发。显然,本征激发所产生的自由电子和空穴数目是相同的。由于空穴的存在,临近共价键中的价电子很容易跳过去填补这个空穴,从而使空穴转移到临近的共价键中去,而后,新的空穴又被其相邻的价电子填补,这一过程持续下去,就相当于空穴在运动。带负电荷的价电子依次填补空穴的运动与带正电荷的粒子作反方向运动的效果相同,因此我们把空穴视为带正电荷的粒子。可见,半导体中存在两种载流子,即。
本征半导体中的两种载流子 本征载流子就2113是本征半导体中的载流子5261,即电子和空穴,即4102不是由掺杂所产生出来的载流子。也就是1653说,本征载流子是由热激发—本征激发所产生出来的,即是价电子从价带跃迁到导带而产生出来的;它们是成对产生的,所以电子和空穴的浓度始终相等。本征半导体,从物理本质上来说,也就是两种载流子数量相等、都对导电起同样大小的半导体。因此,未掺杂的半导体是本征半导体,但是掺有杂质的半导体在一定条件下也可能成为本征半导体(只要两种载流子的浓度相等)。对于掺有杂质的n型或p型半导体,其中的多数载流子主要就是由杂质电离所提供,而其中的少数载流子则是由本征激发所产生的。因此,在杂质全电离情况下,多数载流子浓度基本上与温度无关,但少数载流子则随着温度将指数式增大。
关于本征半导体 问题一楼主的问题在于对半导体载流子浓度的数量级没有认识,打个比方:以硅材料为列,硅常温下本证载流子浓度在10个零左右,如果制作BJT基区,参杂一般在17到19个零之间,就已参杂18个零为列,这时候电子浓度为18个零,当温度升高后,加入本证激发提高到了一万倍,这时候空穴浓度就是14个零,比原来增加了一万倍,而电子的浓度变成了18个零加上14个零,变成了原来的1.0001倍。可见,常温完全电离情况下,多子浓度几乎与温度无关,而少子浓度则对温度很敏感。问题二对于第二个问题是因为楼主对NP=ni*ni没有理解,建议楼主亲自推到一下这个公式的来历加深一下理解。首先这个公式只有对平衡状态下的半导体才会成立,也就是电子和空穴有同一的费米能级,处于电场中的半导体处于非平衡态,没有统一的费米能级,而是引入了准费米能级的概念。希望对楼主有用,望采纳!