半导体晶体的概念,性质和特点是什么?

半导体晶体的概念,性质和特点是什么?,第1张

半导体绝缘体和导体由禁带宽度划分,即导带与价带之间的相对位置决定。

1 导体的导带和价带基本重合,禁带宽度为0,电子由价带进入导带基本无需额外能量,因此内部存在大量自由电子,具有低电阻率。

2 半导体导带和价带距离适中,即禁带宽度适中,因此价带中的电子在常见能量级别的激励下,例如光、热和电压,即可进入导带,导致半导体电阻率变化。

3 绝缘体与半导体类同,但禁带宽度很宽,需要大量能量才能导电,例如高于5000V的高压电,因此电阻率很高。光和热通常无法导致绝缘体导电,绝缘体一般耐热性不高,能导致电子跃迁到导带的温度下,大部分碳基绝缘体已经碳化,其余绝缘体已经熔化或气化。

绝缘体的禁带宽度:绝缘体的禁带宽度比较大(6~7ev),而半导体的禁带宽度通常在1ev左右,例如300K下,Si的Eg 1.12ev,Ge 0.67ev,GaAs 1.43ev,当外界条件变化的时候,里面的电子会获得能量,获得能量之后,满带中少量电子,跃迁到上一个空带的底部附近,所以满带中的电子和原先空带中的少量电子都参与导电,所以常温下具有一定的导电能力,通常把满带中,少量电子跃迁后,剩余的大量电子对电流的贡献,用少量的带正电的准粒子加以等效描述,称为空穴。


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