半导体什么叫稳态

半导体什么叫稳态,第1张

热平衡。半导体热平衡叫稳态。是指半导体的电子系统有统一的费米能级,电子和空穴的激发与复合达到了动态平衡。在物理学领域中,稳态是不随时间变化的稳定状态,或者是一个方向的变化被另一方向的变化连续平衡的稳定状态。

两个导电的物体(导体或者半导体)相互接触并且达到热平衡,它们的费米能级就相等。可以这样理解这个事实:热平衡的物理意义是动态的平衡,就是说,一个方向的电子到空穴的迁移速率等于另外一个方向的电子到空穴的迁移速率。而电子和空穴的数目则由费米狄拉克分布和状态分布决定。假设两边的费米能级不相等,那么由于费米狄拉克函数的影响,两边相应的电子空穴的状态数目必然达不到平衡,一定有一个方向的迁移大于另外一个方向的迁移,而这个迁移就会反过来影响费米能级使得两边的费米能级的差别缩小,而最终达到动态的平衡。也可以说是费米能级表示了电子状态的平均填充水平,由于电荷守恒,MOS管中有外电压时,也存在电荷的漂移和扩散,从而导致费米能级相同。

半导体内还有不可移动的电荷,比如带正电的原子核,这样就能与N型半导体的多数载流子是电子平衡,维持电中性条件了;在杂质半导体中, 正负电荷数是相等的,它们的作用相互抵消,因此保持电中性。

半导体是中性物。在激发态才是P型半导体,也叫空穴半导体,在硅中掺杂了3价的铝元素,与周围硅4价形成共价结合,缺一个电子,形成空穴。这样是相当于带正电的粒子。

N型半导体,也叫电子半导体,在硅中掺杂5价磷,和硅4价,结合共价后,多一个自由电子。当PN结组合形成二极管结构,就利用PN结的特性。

扩展资料:

n型半导体是里面加了一些带自由电子的原子参杂,是稳态的,这些电子虽然比空穴多,但是受核子的束缚。

由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故N型半导体呈电中性。自由电子主要由杂质原子提供,空穴由热激发形成。掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能就越强。

参考资料来源:百度百科-N型半导体


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