谁能详细解释下空穴电流,一直没理解

谁能详细解释下空穴电流,一直没理解,第1张

在室温下,纯半导体晶体中的一些共价键会断裂,从而形成自由电子。在电场的影响下,这些自由电子构成电流。

同时,另一种电流,即空穴电流,也在半导体中流动。

当共价键因热能而断裂时,一个电子的去除会留下一个空位,即共价键中缺少一个电子。这种丢失的电子称为空穴,它充当正电荷。

释放一个电子,就会产生一个空穴。因此,热能产生空穴-电子对。这意味着自由电子的数量等于空穴的数量。

空穴的电流传导可以解释如下:

让我们考虑 L 处的价电子

由于热能,这个价电子将变成自由电子。

这将在 L 的共价键上产生一个空穴。

由于空穴是电子的强吸引力中心,因此来自附近共价键的 M 处的价电子将填充 L 处的空穴。

这将导致在 M 处创建孔。

N 处的另一个价电子将离开其共价键以填充 M 处的空穴,从而在 N 处产生空穴。

因此,具有正电荷的空穴将从 L 移动到 N,即朝向电源的负极端子。

这将构成空穴电流。

空穴和电流的关系:

共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴。由于共价键出现了空穴,在外加电场或其他因素的作用下,邻近价电子就可填补到这个空位上,而在这个电子原来的位置上又留下新的空位,以后其他电子又可转移到这个新的空位。这样就使共价键中出现一定的电荷迁移。空穴的移动方向和电子移动的方向是相反的,这时空穴移动的方向为电流的方向,即空穴移动的方向与电流方向相同,而电子移动的方向与电流的方向相反。

空穴:

空穴又称电洞(Electron hole),在固体物理学中指共价键上流失一个电子,最后在共价键上留下空位的现象。即共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴。


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