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本征半导体的结构及特性探究

【摘要】:常用的半导体硅、锗是分别由硅、锗原子组成的,在常温下,由于其为共价键结构而处于稳定状态,自由电子极少,它们的导电性能很差。利用半导体的光敏特性可制成半导体光敏器件。当有目的地往本征半导体中掺入微量五价或三价元素时,半导体的导电性能就会急剧增强,半导体的这种特性称为掺杂特性。

1.本征半导体的结构

纯净的半导体称为本征半导体。常用的半导体硅、锗是分别由硅、锗原子组成的,在常温下,由于其为共价键结构而处于稳定状态,自由电子极少,它们的导电性能很差。在某种外界因素(例如受热、光照)激发下,有的价电子由于吸收能量而内能增加,挣脱了原子核的束缚变为自由电子。电子离去后,原来的位置就留下一个空位,这个空位称为空穴。

一价电子的离去形成一个空穴,这个空穴又可以被别的电子填补,这样就又产生了一个新的空穴。电子和空穴均为载流子。在电场的作用下,电子向高电位方向运动,空穴向低电位方向运动,于是形成了电流

2.本征半导体的特性

(1)热敏特性。当半导体的温度升高时,电子、空穴增多,它的导电性能就会随着温度的升高而增强,半导体的这种特性称为热敏特性。利用半导体的热敏特性可制成半导体热敏器件。

(2)光敏特性。当半导体受到光的照射时,电子、空穴也会增多,它的导电性能也会随光照的增强而增强,半导体的这种特性称为光敏特性。利用半导体的光敏特性可制成半导体光敏器件。

(3)掺杂特性。当有目的地往本征半导体中掺入微量五价或三价元素时,半导体的导电性能就会急剧增强,半导体的这种特性称为掺杂特性。利用半导体的掺杂特性,可以制成半导体材料,从而制造各种半导体器件。