《普通物理学》课程教学资源（PPT课件）第十四章 激光和固体的量子理论 14-3 半导体

§14-3半导体 一、电子和空穴 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。 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。 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

上页 下页 返回 退出 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 §14-3 半导体

An STM image of Ga As:Ga is blue;As is red. GaAs的扫描隧道显微镜图像 让元子觉道司退欢

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在外电场作用下， 空穴下面能级上的电 空带 子可以跃迁到空穴上 来，这相当于空穴向 下跃迁。 △Eg 满带上带正电的 空穴向下跃迁也能 形成电流，这称为空 满带 穴导电。 让贰下觉返可退

上页 下页 返回 退出 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。 Eg 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

二、杂质的影响 1.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。 让式不觉返司退

上页 下页 返回 退出 1. 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。 二、杂质的影响

n型半导体 Si SiSi Si △ED 空带 施主能级 △Eg 满带 在n型半导体中 电子（多数载流子） 空穴（少数载流子） 士美子文返回退此

上页 下页 返回 退出 n 型半导体 在n型半导体中 空 带 满 带 施主能级 ED Eg Si Si Si Si Si Si Si P 空穴（少数载流子） 电子（多数载流子）

2.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、n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，△E)~10-2eV,极易产生空穴 导电。 该能级称受主能级。 让式不觉返司退

上页 下页 返回 退出 2. 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

P型半导体 Si SiSil Si ⊕ 空带 受主能级 △Eg 满带 △Ea 在p型半导体中空穴（多数载流子) 电子（少数载流子） 上意子意蕴可退

上页 下页 返回 退出 空 带 满 带 Ea 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） Si Si Si Si Si Si Si B +

三、电阻率和温度的关系 导体的电阻率随 R 温度的升高而增大。 半导体的电阻率随温 半导体 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 金属 的数目增多。 利用半导体的这种 性质可以制成热敏电阻。 电阻与温度的关系 让式不觉返司退

上页 下页 返回 退出 R T 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 三、电阻率和温度的关系

四、半导体的光电导现象 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 内光电效应。 利用半导体的光电导现象可以制成光敏电阻。 上美了觉返退此

上页 下页 返回 退出 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 内光电效应。 利用半导体的光电导现象可以制成光敏电阻。 四、半导体的光电导现象

五、pn结 pn结的形成 p 空穴 电子 让式不觉返司退

上页 下页 返回 退出 五、pn结