本征半导体温度升高后两种载流子浓度

本征半导体温度升高后两种载流子浓度相等。

两种载流子的乘积与费米能级无关,对于一定的半导体材料,乘积只决定于温度T.在一定温度下,对不同的半导体材料,因禁带宽度Eg不同,乘积也将不同。

所以,本征半导体温度升高后,两种载流子浓度都会发生变化,根据对本证载流子的推导,两种载流子浓度的表达式一样,因此会相等。

相关知识：

通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体称为本征半导体。

1、本征半导体的晶体结构：

在硅和锗晶体中，原子在空间形成规则的晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点。

其中每一个原子最外层的价，不仅受到自身原子核的束缚，同时还受到相邻原子核的吸引。因此，价电子不仅围绕自身的原子核运动，同时也围绕相邻原子核运动。于是两个相邻的原子共用一个价电子，即形成了晶体中的共价键结构。

2、本征半导体中的两种载流子：

共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子。常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。

在绝对0度（t=0k）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为零，相当于绝缘体。

在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。

在其它力的作用下，空穴吸引邻近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。因此，本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。

半导体在热激发下产生自由电子和空穴对的现象称为本征激发。自由电子在运动中与空穴相遇就会填补空穴，使二者同时消失，这种现象称为复合。一定温度下，本征激发产生的自由电子和空穴对，与复合的自由电子和空穴对数目相等，达到动态平衡。

本征载流子就是本征半导体中的载流子，即

电子

和

空穴

，即不是由掺杂所产生出来的载流子。也就是说，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。

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