半导体的原理是什么

半导体的原理是什么,第1张

原理:

在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效。

电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。

复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子- 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子- 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。

扩展资料:

半导体的应用

一、在无线电收音机(Radio)及电视机(Television)中,作为“讯号放大器/整流器”用。

二、发展「太阳能(Solar Power)」,也用在「光电池(Solar Cell)」中。

三、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,分辨率可达0.1℃,甚至达到0.01℃也不是不可能,线性度0.2%,测温范围-100~+300℃,是性价比极高的一种测温元件。

四、半导体致冷器的发展, 它也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应。

参考资料来源:百度百科-半导体

问题一

首先掺杂后的半导体中一共有四种带点体,

带正电荷的有:1.失去一个电子后带正电的磷原子,即正电中心,2.正电空穴。

所以正电荷浓度为:ND+P

带负电荷的有:1.得到一个电子后带负电荷的彭原子,即负电中心,2.负电子。

所以负电荷浓度为:NA+N

楼主给的公式等价于:ND + P = NA + N

即整个半导体内部的正电荷浓度等于负电荷浓度,所以电中性。

问题二

至于NP=Ni^2,这个问题涉及到半导体内部电子,空穴浓度计算公式和费米能级的问题,需要经过一定推到,由于公式不太好些,我就不写了,楼主可查看国防工业出版社刘恩科写的《半导体物理学》第63页面,推到不难,楼主自己看看吧!

望有助于楼主!


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