关于简述半导体中的空穴是如何导电的回答如下:
1.原理
空穴导电原理是指在半导体中,由于材料的缺陷或掺杂原子的缺失,在电子带中形成的空穴,可以像自由电子一样参与电导,从而发挥导电作用的物理原理。空穴的存在使得半导体的电导率不仅与电子浓度有关,也与空穴浓度有关,因此在半导体中的电导率可以通过控制电子和空穴的浓度来调节。
2.简介
共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴。晶体中原子外层一个萝卜一个坑,跑掉了一个自由电子自然就会留下一个坑,这个坑就是所谓的空穴。
这些空穴也不是恒定不变的,它可以被其他的价电子填补,也就是还处在价带中的那些电子可以在各个坑之间跳槽。所以说,价带中的电子也是可以导电的,但是和自由电子有很多不同,因为他们并不是自由流动的,只能在各坑之间转移。
因为坑少电子多,价电子导电的时候谁也不知道是哪个电子在动,所以我们通常认为是坑在动,由于坑和电子运动方向相反,所以我们说它带正电,这就是所谓空穴导电的来由。
3.导电机理
空穴和电子导电的情况都是掺入杂质原子来做到的,其中掺入3价原子会导致3价原子与4价原子形成3个共价键,但我们都知道,硅原子(4价)要形成4个共价键才能达到稳定,因此会在周围环境夺取电子,从而形成正电荷净余,这就是空穴啦,而空穴处由于有净余的正电荷。
因此会吸引周围其他的电子过来,这样电子在半导体中运动就容易多了,我们可以发现,空穴导电看似是净余正电荷吸引其他电子而将正电荷转移,其实事实上仍是电子导电,移动的空穴只是正电荷等效,由于3价原子掺杂不如5价原子带来的电子多,因此空穴导电比电子导电要困难一些。
一、N型半导体
N型半导体也称为电子型半导体,即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。
形成原理
掺杂和缺陷均可造成导带中电子浓度的增高. 对于锗、硅类半导体材料,掺杂Ⅴ族元素,当杂质原子以替位方式取代晶格中的锗、硅原子时,可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子,这就形成了半导体中导带电子浓度的增加。
二、P型半导体
P型半导体一般指空穴型半导体,是以带正电的空穴导电为主的半导体。
形成
在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成P型半导体。在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,主要靠空穴导电。由于P型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故P型半导体呈电中性。空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成。
扩展资料
在这类半导体中,参与导电的 (即导电载体) 主要是带负电的电子,这些电子来自半导体中的施主。凡掺有施主杂质或施主数量多于受主的半导体都是N型半导体。例如,含有适量五价元素砷、磷、锑等的锗或硅等半导体。?
由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故N型半导体呈电中性。自由电子主要由杂质原子提供,空穴由热激发形成。掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能就越强。
百度百科-N型半导体
百度百科-空穴型半导体
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