为什么本征半导体导电率极低?

本征半导体

实际应用最多的半导体是硅和锗，它们原子的最外层电子（价电子）都是四个。完全纯净的、结构完整的半导体，称为本征半导体（晶体结构）。

（1）硅和锗的晶体结构

在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，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，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。

（2）本征半导体的导电机理

（a）在绝对0度和没有外界激发时,价电子被共价键束缚，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），不导电，相当于绝缘体。

（b）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。即出现电子-空穴对。温度越高，本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。

（3）本征半导体的导电机理

在电场力作用下，空穴吸引临近的电子来填补，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，因此认为空穴也是载流子，是带正电的粒子。

在半导体外加电压的作用下，出现两部分电流:自由电子定向移动、空穴的迁移。

本征半导体中由于电子-空穴数量极少，导电能力极低。实用时采用杂质半导体（P型、N型）。

很高兴为你解答 制成本征半导体是为了讲自然界中的半导体材料进行提纯,然后人工掺杂,通过控制掺杂的浓度就可以控制半导体的导电性,以达到人们的需求 本征半导体的导电能力很低,因为他们只含有很少的热运动产生的载流子.某种杂质的添加能极大的增加载流子的数目,所以掺杂质的半导体导电能力好.例如掺有磷的半导体就是一种掺杂半导体.假设硅晶体中已掺入少量的磷.磷原子进入了原本该由硅原子占有的晶体结构中的位置.磷,作为第5组元素,由5个价电子.磷原子共享了4个价电子给它周围的4个硅原子.4对电子对给了磷原子8个共享的电子.加上还有1个未共享的电子,一共由9个价电子.由于原子价层只能容纳8个电子,再也放不下第9个电子.这个电子就被磷原子抛了出来,自由地游荡在晶体结构中.每个添加进硅晶体结构中的磷原子能产生一个自由电子.故杂质能增加载流子的数目,使其导电能力加强。请采纳谢谢

我以N型半导体给你举一个例子： 单位体积的硅原子数为10^22cm^-3,若杂质含量为10^-4（万分之一），则杂质原子浓度为10^18cm^-3。在常温下，杂质能级上的电子即使只有十分之一被激发到导带中，其浓度也为10^17cm^-3。而常温下硅的本征载流子浓度只有10^10cm^-3的量级。可见N型半导体中多数载流子是电子，而少数载流子是本征载流子（电子空穴对）。可见，在室温附近，许多元素半导体本征载流子为数极少，所以本征半导体电阻仍很高。而在同一温度下，掺杂半导体的导电能力为本征半导体的数百倍及其以上。

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