2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体

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半导体

本征半导体是指纯净的半导体。

本征半导体的导电性能在导体与绝缘体之间。电子导电：导带中的电子在外磁场中的定向运动。空穴导电：满带中存在空穴的情况下，电子在满带内的迁移，相当于空穴沿相反方向运动。空穴相当于带正电的粒子。

满带上的一个电子跃迁到导带后,满带中出现一个空位，称为空穴。一、电子和空穴半导体绝缘体绝缘体与半导体的击穿

当外电场非常强时，绝缘体与半导体的共有化电子还是能越过禁带跃迁到上面的空带中。通常称为半导体与绝缘体被击穿。半导体导体GaAs的扫描隧道显微镜图象空带满带

满带上带正电的空穴向下跃迁也能形成电流，这称为空穴导电。

在外电场作用下，空穴下面能级上的电子可以跃迁到空穴上来，这相当于空穴向下跃迁。n型半导体

四价的本征半导体

Si、Ge等，掺入少量五价的杂质元素（如P、As等）形成电子型半导体,称n型半导体。

量子力学表明，这种掺杂后多余的电子的能级在禁带中紧靠空带处,

ED～10-2eV，极易形成电子导电。该能级称为施主能级。

n型半导体

在n型半导体中空

带满

带施主能级EDEgSiSiSiSiSiSiSiP空穴……少数载流子电子……多数载流子p型半导体

四价的本征半导体Si、Ge等，掺入少量三价的杂质元素(如B、Ga、In等)形成空穴型半导体，称p型半导体。

量子力学表明，这种掺杂后多余的空穴的能级在禁带中紧靠满带处，

ED～10-2eV,极易产生空穴导电。该能级称受主能级。空带Ea满带受主能级

p型半导体Eg在p型半导体中电子……少数载流子空穴……多数载流子SiSiSiSiSiSiSiB+电阻与温度的关系

导体的电阻率随温度的升高而增大。金属

半导体的电阻率随温度的升高而急剧地下降。由于半导体中的电子吸收能量后，受激跃迁到导带的数目增多。

利用半导体的这种性质可以制成热敏电阻。半导体

半导体在光照射下，电子吸收能量后，向导带跃迁。导电能力会增大，这种现象又称为内光电

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