2) 本征半导体Р硅(锗)的原子结构Р简化模型Р惯性核Р价电子Р(束缚电子)Р现代电子学中,用的最多的半导体是硅和锗,它们的最外层电子(价电子)都是四个。?它在物理结构上呈单晶体形态。Р5Р(1)本征半导体的共价键结构Р硅和锗是四价元素,在原子最外层轨道上的四个电子称为价电子。它们分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有,并为它们所束缚,在空间形成排列有序的晶体。Р硅和锗的晶体结构:Р6Р硅和锗的共价键结构Р共价键共?用电子对Р+4Р+4Р+4Р+4Р+4表示除去价电子后的原子Р7Р共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中,称为束缚电子,常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子,因此本征半导体中的自由电子很少,所以本征半导体的导电能力很弱。Р形成共价键后,每个原子的最外层电子是八个,构成稳定结构。Р共价键有很强的结合力,使原子规则排列,形成晶体。Р+4Р+4Р+4Р+4Р8Р(2)电子空穴对Р当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有些获得足够的能量的价电子可以挣脱原子核的束缚,成为自由电子。Р自由电子产生的同时,在其原来的共价键中就出现了一个空位,原子的电中性被破坏,呈现出正电性,其正电量与电子的负电量相等,人们常称呈现正电性的这个空位为空穴。Р这一现象称为本征激发,也称热激发。Р在绝对0度(T=0K)和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着,本征半导体中没有可以运动的带电粒子(即载流子),它的导电能力为 0,相当于绝缘体。Р9Р+4Р+4Р+4Р+4Р自由电子Р空穴Р束缚电子Р可见:因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。Р10Р游离的部分自由电子在运动中也可能回到空穴中去。自由电子和空穴相遇重新结合成对消失的过程,称为复合。Р这一现象称为复合。Р本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。Р本征激发和复合的过程
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