半导体的原理是什么？

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物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性差的材料，如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。

本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。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 [1]  。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。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大，实际应用不多。

有效复合中心是促进载流子复合，对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用的杂质和缺陷。确定是复合中心：看能否对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用。

复合中心还有产生作用。产生作用是复合作用的逆过程，即价带中的电子先激发到复合中心上，再由复合中心激发到导带，同时在价带中留下空穴。

扩展资料

杂质和缺陷可以在禁带中引入局部化的能级，这些能级，特别是离导带底和价带顶较深的能级，就好象台阶一样，对电子和空穴的复合起到中间站的作用，它们可以促进电子、空穴的复合，这些能促进复合过程的杂质和缺陷称为复合中心，它们的能级称为复合中心能级。间接复合是指通过复合中心的复合。

只有当复合中心的复合作用很弱时，寿命才是由直接复合决定的。直接复合所决定的寿命是材料所能具有的最高寿命值。因为一般的实际材料都含有杂质和缺陷，所以寿命都远小于直接复合所决定的值。

电子、空穴的复合可以分为两步走：导带电子落入复合中心能级，电子再由复合中心能级落入价带与空穴相复合，复合中心又恢复了原状态，又可以再去完成下一次的复合过程。当然还存在着上述两个过程的逆过程，所以间接复合仍然是一个统计性。