半導體和導體的導電機理,半導體的導電原理是什麼?

2025-07-25 07:40:28 字數 2371 閱讀 3520

1樓:網友

一:經典自由電子理論。

金屬電子被束縛能較低,可以在金屬中自由移動。所以加了電壓就可以導電。 而半導體是以共價鍵。

形式存在,原子核對最外層電子的束縛較強,所以電子不可以隨意移動。但是由於半導體是體材料,所以有好多的原子就在一起,那麼他們的電子殼層就交疊在一起了。如圖,那麼電子就可以在這些交疊的軌道上運動了,於是也可以導電。

二:量子自由電子理論。

這其實半導體和金屬都是運用薛丁格。

的方程,再根據邊界條件。

的值求解能量表達。他們的共同點是大都在奈米量級下才能觀察到能量的量子化效應。比方說,普通金屬在體材料即大塊的時刻,有良好的導電導熱效能,但是在奈米顆粒情況下就會絕緣。

半導體的量子化可以有量子阱,量子線,量子點。

等。這些情況下其能級發生分離,不再是連續的猜伍。

三:能帶理論。

這也是區別半導體和金屬的比較易理解的方式。首先晶體中電子的分佈要滿足一定的波函式。

而波函式也隨這晶格週期性的變化。最終得到電子的分佈空間是一些帶。帶和帶之間時禁帶,即不能存在電子。

晶體能夠導電是其中的電子在外電場的作用下做定向運動。電子在外電場下做加速運動,於是電子的能量就發生改變。從而電孝兆銀子從能量較低的巧宴帶躍遷到高的帶。

半導體,就是能量較低的帶裡全部填充電子,能量高的帶沒有電子,因為滿所以就好比大家在一起擠著不能動,那麼就沒有電流。但是有了外力,電子就躍遷,滿的地方就空出位置,從而讓旁邊的電子移動,從而形成電流。金屬的較高地方也有電子那麼較高的能帶上就有電子有空位(空穴),所以何時都能導電。

半導體的導電原理是什麼?

2樓:勤茂材

1、在極低溫度下,半導體的價帶是滿帶(見能帶理論),受到熱激發後,價帶中的部分電子會越過禁帶進入能量較高的空帶,空帶中存在電子後成為導帶,價帶中缺少乙個電子後形成乙個帶正電的空位,稱為空穴。空穴導電並不是實際運動,而是一種等效。

2、電子導電時等電量的空穴會沿其反方向運動。它們在外電場作用下產生定向運動而形成巨集觀電流,分別稱為電子導電和空穴導電。這種由於電子-空穴對的產生而形成的混合型導電稱為本徵導電。

導帶中的電子會落入空穴,電子-空穴對消失,稱為複合。

3、複合時釋放出的能量變成電磁輻射(發光)或晶格的熱振動能量(發熱)。在一定溫度下,電子-空穴對的產生和複合同時存在並達到動態平衡,此時半導體具有一定的載流子密度,從而具有一定的電阻率。溫度公升高時,將產生更多的電子-空穴對,載流子密度增加,電阻率減小。

3樓:du知道君

半導體是指導電能力介於金屬和絕緣體之間的固體材料。按內部電子結構區分,半導體與絕緣體相似,它們所含的價電子數恰好能填滿價帶,並由禁帶和上面的導帶隔開。半導體與絕緣體的區別是禁帶較窄(這就是關鍵!

現在很多曾經被劃分為絕緣體的材料也逐漸向半導體一側靠攏,就是因為現在的技術發展了,我們有更多的手段使價帶電子越過禁帶激發到到帶。比如現在所謂的「寬禁帶半導體」),在2~3電子伏以下(這個數字現在已經不確定了)。 典型的半導體是以共價鍵結合為主的,比如晶體矽和鍺(這是最典型的半導體材料,尤其是矽,是現在的主力!

半導體靠導帶中的電子或價帶中的空穴導電(「導帶中的電子或價帶中的空穴導電」,注意這句話。所謂空穴,其實就是電子離開後留下的乙個空位,是乙個等效概念,為了研究方便,實際中是不存在的,其根本仍舊是電子)。

它的導電性一般通過摻入雜質原子取代原來的原子來控制。摻入的原子如果比原來的原子多乙個價電子,則產生電子導電;如果摻入的雜質原子比原來的原子少乙個價電子,則產生空穴導電。

4樓:冷科普

無論從科技或是經濟發展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。大部分的電子產品,如計算機、移動**或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關聯。

半導體的導電原理是什麼?

5樓:網友

鍺、矽、硒、砷化鎵及許多金屬氧化物和金屬硫化物等物體,它們的導電能力介於導體和絕緣體之間,叫做半導體。

半導體具有一些特殊性質。如利用半導體的電阻率。

與溫度的關係可製成自動控制用的熱敏元件(熱敏電阻。

利用它的光敏特性可製成自動控制用的光敏元件,像光電池、光電管和光敏電阻等。

半導體還有乙個最重要的性質,如果在純淨的半導體物質中適當地摻入微量雜質測其導電能力將會成百萬倍地增加。利用這一特性可製造各種不同用途的半導體器件,如半導體二極體、三極體。

等。把一塊半導體的一邊製成p型區,另一邊製成n型區,則在交界處附近形成乙個具有特殊效能的薄層,一般稱此薄層為pn結。

圖中上部分為p型半導體和n型半導體介面兩邊載流子的擴散作用(用黑色箭頭表示)。中間部分為pn結的形成過程,示意載流子的擴散作用大於漂移作用(用藍色箭頭表示,紅色箭頭表示內建電場的方向)。下邊部分為pn結的形成。

表示擴散作用和漂移作用的動態平衡。

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