半导体的导电性能比导体好吗

半导体的导电性能比导体好吗,第1张

半导体的导电性能比导体要弱,详细介绍如下:

1、半导体的导电能力与导体并不相同,两者对比的话,半导体导电能力比导体导电能力弱,不过比绝缘体导电性能强。在能带结构模型中,金属的电导率由费米能级附近电子的迁移率决定。半导体的电导率由价带顶部附近的空穴和导带底部的电子的共同迁移率决定。

2、电子和空穴的有效质量不相等,同一能带的电子和空穴的有效质量相等我的意思是导带电子的有效质量不等于价带空穴的有效质量,所以两者的电导率要分开讨论。半导体的导电性比导体弱,半导体只在熔融状态下导电。

3、当机械温度为零时,理论上价带中的电子占据所有位置。在外部电场的作用下,不会发生位置偏移,也不会产生电流。在禁带中,没有电子,也不会产生电流。理论上,电流产生取决于导带。半导体的导带中没有电子。当价带中的电子吸收能量时,就会跃迁到导带。价带中也会有空穴。在外部电场的情况下,它们将转变为导带中的电子和价带中的电子。

4、导体中的价带电子不是全能带,它们在外场的作用下直接产生电流。以上是一个简单的概念。半导体中的电子空穴传导和导电金属中的电子传导的根本区别,不考虑缺陷等的影响。对于理想的材料,电导率取决于电导率涉及的数量和迁移率。所以很容易观察半导体和金属的导电性。

5、参与传导的载流子数量包括电子和空穴。一般来说,金属的载流子远远多于半导体,尤其是这个证书的导体。金属是电子导电的,具有低质量和高迁移率,而半导体具有低空穴迁移率。

本征半导体的导电能力很低,因为他们只含有很少的热运动产生的载流子。

某种杂质的添加能极大的增加载流子的数目,所以掺杂质的半导体导电能力好。

例如

掺有磷的半导体就是一种掺杂半导体。假设硅晶体中已掺入少量的磷。磷原子进入了原本该由硅原子占有的晶体结构中的位置。磷,作为第5组元素,由5个价电子。磷原子共享了4个价电子给它周围的4个硅原子。4对电子对给了磷原子8个共享的电子。加上还有1个未共享的电子,一共由9个价电子。由于原子价层只能容纳8个电子,再也放不下第9个电子。这个电子就被磷原子抛了出来,自由地游荡在晶体结构中。每个添加进硅晶体结构中的磷原子能产生一个自由电子。故杂质能增加载流子的数目,使其导电能力加强。

我以N型半导体给你举一个例子: 单位体积的硅原子数为10^22cm^-3,若杂质含量为10^-4(万分之一),则杂质原子浓度为10^18cm^-3。在常温下,杂质能级上的电子即使只有十分之一被激发到导带中,其浓度也为10^17cm^-3。而常温下硅的本征载流子浓度只有10^10cm^-3的量级。可见N型半导体中多数载流子是电子,而少数载流子是本征载流子(电子空穴对)。可见,在室温附近,许多元素半导体本征载流子为数极少,所以本征半导体电阻仍很高。而在同一温度下,掺杂半导体的导电能力为本征半导体的数百倍及其以上。


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