半导体中通过电流的大小是由载流子的数目决定还是由载流子的速度决定?

半导体中通过电流的大小是由载流子的数目决定还是由载流子的速度决定?,第1张

半导体中通过电流的大小是由半导体的电导率和加在半导体两端的电压来决定.

而半导体的电导率由半导体中的载流子浓度和载流子的迁移率来决定(迁移率有点类似速度,不过单位是m^2/V.s);

半导体中的载流子一般包括自由电子和空穴两种.

所以,半导体中通过电流的大小不是仅仅由载流子的数目来决定,也不是仅仅由载流子的速度来决定.

不相同。本征载流子就是本征半导体中的载流子,即

电子

空穴

,即不是由掺杂所产生出来的载流子。也就是说,本征载流子是由热激发——本征激发所产生出来的,即是价电子从价带跃迁到导带而产生出来的;它们是成对产生的,所以电子和空穴的浓度始终相等。

本征半导体,从物理本质上来说,也就是两种载流子数量相等、都对导电起同样大小的半导体。因此,未掺杂的半导体是本征半导体,但是掺有杂质的半导体在一定条件下也可能成为本征半导体(只要两种载流子的浓度相等)。

对于掺有杂质的n型或p型半导体,其中的多数载流子主要就是由杂质电离所提供,而其中的少数载流子则是由本征激发所产生的。因此,在杂质全电离情况下,多数载流子浓度基本上与温度无关,但少数载流子则随着温度将指数式增大。

温度变化时候,载流子数目肯定变化。少子与多子变化数目不相同。 因为少子浓度和多子浓度的乘积等于本征载流子浓度的平方。二者和不是定值,积是一个定值。

在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质,可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。制备杂质半导体时一般按百万分之一数量级的比例在本征半导体中掺杂。也叫掺杂半导体。

半导体中的杂质对电导率的影响非常大,本征半导体经过掺杂就形成杂质半导体,一般可分为N型半导体和P型半导体。

半导体中掺入微量杂质时,杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态,在禁带中产生附加的杂质能级。能提供电子载流子的杂质称为施主(Donor)杂质,相应能级称为施主能级,位于禁带上方靠近导带底附近。

例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时,杂质原子作为晶格的一分子,其五个价电子中有四个与周围的锗(或硅)原子形成共价键,多余的一个电子被束缚于杂质原子附近,产生类氢浅能级—施主能级。

施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多,很易激发到导带成为电子载流子,因此对于掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是被激发到导带中的电子,属电子导电型,称为N型半导体。由于半导体中总是存在本征激发的电子空穴对,所以在n型半导体中电子是多数载流子,空穴是少数载流子。


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