什么是本征半导体？

实际应用最多的半导体是硅和锗，它们原子的最外层电子（价电子）都是四个。完全纯净的、结构完整的半导体，称为本征半导体（晶体结构）。

（1）硅和锗的晶体结构

在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。

（2）本征半导体的导电机理

（a）在绝对0度和没有外界激发时,价电子被共价键束缚，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），不导电，相当于绝缘体。

（b）在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。即出现电子-空穴对。温度越高，本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。

（3）本征半导体的导电机理

在电场力作用下，空穴吸引临近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此认为空穴也是载流子，是带正电的粒子。

在半导体外加电压的作用下，出现两部分电流:自由电子定向移动、空穴的迁移。

本征半导体中由于电子-空穴数量极少，导电能力极低。实用时采用杂质半导体（P型、N型）。

本征半导体温度升高后两种载流子浓度相等。

两种载流子的乘积与费米能级无关,对于一定的半导体材料,乘积只决定于温度T.在一定温度下,对不同的半导体材料,因禁带宽度Eg不同,乘积也将不同。

所以,本征半导体温度升高后,两种载流子浓度都会发生变化,根据对本证载流子的推导,两种载流子浓度的表达式一样,因此会相等。

相关知识：

通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体称为本征半导体。

1、本征半导体的晶体结构：

在硅和锗晶体中，原子在空间形成规则的晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点。

其中每一个原子最外层的价，不仅受到自身原子核的束缚，同时还受到相邻原子核的吸引。因此，价电子不仅围绕自身的原子核运动，同时也围绕相邻原子核运动。于是两个相邻的原子共用一个价电子，即形成了晶体中的共价键结构。

2、本征半导体中的两种载流子：

共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子。常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。

在绝对0度（t=0k）和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为零，相当于绝缘体。

在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。

在其它力的作用下，空穴吸引邻近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。因此，本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。

半导体在热激发下产生自由电子和空穴对的现象称为本征激发。自由电子在运动中与空穴相遇就会填补空穴，使二者同时消失，这种现象称为复合。一定温度下，本征激发产生的自由电子和空穴对，与复合的自由电子和空穴对数目相等，达到动态平衡。