半导体满带和空带间隔

Eg是两个能带之间的带隙宽度，即禁带宽度。

固体按导电能力的大小可以分为金属、半导体和绝缘体

固体中能带被电子填充情况只能有三种：1、空带，即能带中的电子态是空的，没有电子占据；2、满带，即能带中的电子态是满的，完全被电子占据，不存在没有电子的空状态；3、不满带，即能带被电子部分填充。

能带理论指出，如果一个晶体具有不满的能带存在，则该晶体具有导电性，当然在热平衡状态下除外。

下图为金属，半导体和绝缘体三种固体的电子填充能带情况的示意图；在金属中，被电子填充的最高能带是不满的，而且能带中电子密度很高，所有金属有着良好的导电性；对于绝缘体和半导体，在绝对零度（T=0K）时，被电子占据的最高能带是满的，称为满带，该满带上面领近能带是空的，称为空带。满带和空带之间被禁带分开，由于没有不满的能带存在，所有它们不能导电。绝缘体的禁带宽度很宽，即使在温度升高时，电子也很难从满带激发到空带中去，所以绝缘体不导电。

完全被电子占据的能带称为满带，完全未被占据的称为空带，部分被占据的称为导带，价电子占据的称为价带。价带可以是满带，也可以是导带。能带被电子占据的方式决定了介质的导电性能。若一介质有导带存在，那么在不大的外加电场(不至于使原子结构被破坏)的作用下，导带内的电子会在该带内发生跃迁。

半导体是既有空带又有满带，而且它们之间的禁带宽度较小，当电流足够大时，满带带顶上的载流子就会跃迁到空带去，导致满带不满，空带不空，这种状态下才能导电。

半导体的工作原理

半导体，顾名思义，就是导电性在绝缘体和导体之间的物体。导体能导电，意思就是能够让电流通过。电流就是自由电子在电场力的作用下做定向运动形成的，当电子从“价带”（valence band）获得能量而跳跃至“导电带”时，电子就可以在带间任意移动而导电。

一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，通过电子传导或空穴传导的方式传输电流。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。

半导体掺杂之后会引入杂志能级，以目前主流的半导体Si进行掺杂为例： Si为4族元素，掺杂3族元素B，B元素电离后作为受主能级存在在半导体之中，形成P型半导体。

此时Si元素为杂志提供了电子，则半导体中载流子为空穴。

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