为什么半导体会产生电流?

为什么半导体会产生电流?,第1张

这叫光伏效应。能产生光伏效应的材料有许多种,如:单晶硅,多晶硅,非晶硅,砷化镓,硒铟铜等。它们的发电原理基本相同,现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结。当光线照射半导体表面时,一部分光子被硅材料吸收;光子的能量传递给了硅原子,使电子发生了越迁,成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差,当外部接通电路时,在该电压的作用下,将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是:光子能量转换成电能的过程。这个原理多应用于太阳能电池里。

半导体内的载流子有三种运动:载流子的扩散运动,载流子的热运动和载流子的漂移运动。(1)热运动在没有任何电场作用时,一定温度下半导体中的自由电子和空穴因热激发所产生的运动是杂乱无障的,好像空气中气体的分子热运动一样。由于是无规则的随机运动,合成后载流子不产生定向位移,从而也不会形成电流。(2)漂移运动在半导体的两端外加一电场E,载流子将会在电场力的作用下产生定向运动。电子载流子逆电场方向运动,而空穴载流子顺着电场方向运动。从而形成了电子电流和空穴电流,它们的电流方向相同。所以,载流子在电场力作用下的定向运动称为漂移运动,而漂移运动产生的电流称漂移电流。(3)扩散运动在半导体中,载流子会因浓度梯度产生扩散。如在一块半导体中,一边是N型半导体,另一边是P型半导体,则N型半导体一边的电子浓度高,而P型半导体一边的电子浓度低。反之,空穴载流子是P型半导体一边高,而N型半导体一边低。由于存在载流子浓度梯度而产生的载流子运动称为扩散运动。滴入水中的墨水会快速地向四周扩散,打开药品瓶盖,气味会很快充满整个房间等现象,是现实生活中扩散运动的典型例子,是自然界中的一种普遍规律。由于电子载流子和空穴载流子分别带负电和正电,扩散运动导致正负电荷搬迁,从而形成电流,这种由扩散运动形成的电流称扩散电流。

1.怎么讲 这个有点小复杂 半导体分为N型与P型 对应空穴与自由电子 电流确实是这种带电粒子的运动产生的

你对电流这个理解太有偏差了

其实无论发电机还是电池 能源设备提供的不是带电粒子或者电荷

而是电势 在电势的驱动下导体中的自由电子移动产生了电流 实际过程中几乎没有带电粒子从电池传输到灯泡的导线中 完全是导线的带电粒子慢慢的聚集在电势两段 而且! 带电粒子在导体中的移动是极其缓慢的 范围也很有限

...你可以简单的理解为电源提供了电势 改变了导体内部的电场

就像水塔把水位提高 但是你家的水并不是来自水塔而是来自自来水管道


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