为什么半导体的禁带宽度与温度有关，而与掺杂浓度无关？

我来回答一下，本人某电微电子科学与工程专业，有表述不当之处，望批评指正。影响半导体禁带宽度的因素主要有两种：温度与掺杂浓度。（以si、Ge、GaAs半导体为主）1、半导体禁带宽度具有负温度系数： 从原子到晶体，经过价键杂化（即：sp3杂化），一条原子能级一般对应多个能带。当温度升高时，晶体的原子间距增大，能带宽度虽然变窄，但禁带宽度却是减小的。（这里解释一下，虽然原子间距增大了，并且能带宽度变窄了，但是此时有多条能带，相对来说，禁带宽度是变小的）；2、掺杂浓度升高时，由于杂质能级的出现，可能导致禁带宽度变窄：其实这一点从本质来解释是不太好理解的，我这里举个例子，再给出我个人的一些理解，希望可以帮助你理解这一点。例：在BJT中，发射区高掺杂会导致禁带宽度变窄。我个人理解是，有了杂质能级的加入，导电性增强，就像把禁带宽度一分为二，原先的阻碍减少了一部分，相当于禁带宽度变窄了。（纯属个人理解）

1、概念不同：

能带宽度：为价带和导带的宽度，即电子能量分裂的一个个密集能级组成的宽度。 禁带宽度：为导带和价带的间距。能带宽度就是通电的能力，禁带宽度就是组电的能力。

2、所含电子不同：

能带：是用量子力学的方法研究固体内部电子运动的理论。始于20世纪初期，在量子力学确立以后发展起来的一种近似理论。它曾经定性地阐明了晶体中电子运动的普遍特点，并进而说明了导体与绝缘体、半导体的区别所在，解释了晶体中电子的平均自由程问题。

禁带宽度：是指一个能带宽度，固体中电子的能量是不可以连续取值的，而是一些不连续的能带，要导电就要有自由电子存在，自由电子存在的能带称为导带（能导电），被束缚的电子要成为自由电子，就必须获得足够能量从而跃迁到导带，这个能量的最小值就是禁带宽度。

例如：锗的禁带宽度为0.66ev；硅的禁带宽度为1.12ev；砷化镓的禁带宽度为1.46ev。‘

扩展资料

半导体禁带宽度与温度和掺杂浓度等有关：半导体禁带宽度随温度能够发生变化，这是半导体器件及其电路的一个弱点（但在某些应用中这却是一个优点）。半导体的禁带宽度具有负的温度系数。例如，Si的禁带宽度外推到0K时是1.17eV，到室温时即下降到1.12eV。

如果由许多孤立原子结合而成为晶体的时候，一条原子能级就简单地对应于一个能带，那么当温度升高时，晶体体积膨胀，原子间距增大，能带宽度变窄，则禁带宽度将增大，于是禁带宽度的温度系数为正。

参考资料来源：

百度百科——禁带宽度

百度百科——能带

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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