半导体的载流子是什么电性

A. 请问什么叫做载流子

在物理学中，载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如电子和离子。在半导体物理学中，电子流失导致共价键上留下的空位（空穴[1]）被视为载流子。金属中为电子，半导体中有两种载流子即电子和空穴。
在电场作用下能作定向运动的带电粒子。如半导体中的自由电子与空穴，导体中的自由电子，电解液中的正、负离子，放电气体中的离子等。
"载流子" 在学术文献中的解释：
1、不论是N型半导体中的自由电子,还是P型半导体中的空穴,它们都参与导电,统称为“载流子”.“载流子”导电是半导体所特有的
2、关于气体导电众所周知,导体之所以容易导电,是因为“导体中存在大量的可以自由移动的带电物质微粒,称为载流子.在外电场的作用下,载流子作定向运动,形成明显的电流”
在半导体中载运电流的带电粒子——电子和空穴,又称自由载流子。在一定温度下,半导体处于热平衡状态,半导体中的导电电子浓度n0和空穴浓度p0都保持一个稳定的数值,这种处于热平衡状态下的导电电子和空穴称为热平衡载流子。
在本征半导体中只发生热激发时,电子数目等于空穴数目,这时热平衡载流子浓度为

式中m0为电子质量,kg;mn*为电子有效质量,kg; mp*为空穴有效质量,kg;k为玻耳兹曼常数,J/K;Eg为禁带宽度,eV;ni为本征载流子浓度,cm-3;T为绝对温度,K。
对于杂质半导体,N型半导体中的电子和P型半导体中的空穴称为多数载流子(简称多子),而N型半导体中的空穴和P型半导体中的电子称为少数载流子(简称少子)。在强电离的情况下,N型半导体中多子浓度nn及少子浓度pn分别为
P型半导体中多子浓度pp及少子浓度np分别为
上二式中ND为施主杂质浓度,cm-3;NA为受主杂质浓度,cm-3。
如果对半导体施加外界作用(如用光的或电的方法),破坏了热平衡条件,使半导体处于与热平衡状态相偏离的状态,则称为非平衡状态。处于非平衡状态的半导体,其载流子比平衡状态时多出来的那一部分载流子称为非平衡载流子。在N型半导体中,把非平衡电子称为非平衡多数载流子,非平衡空穴称为非平衡少数载流子。对P型半导体则相反。在半导体器件中,非平衡少数载流子往往起着重要的作用。
载流子寿命 life time of carriers
非平衡载流子在复合前的平均生存时间,是非平衡载流子寿命的简称。在热平衡情况下,电子和空穴的产生率等于复合率,两者的浓度维持平衡。在外界条件作用下(例如光照),将产生附加的非平衡载流子,即电子—空穴对;外界条件撤消后,由于复合率大于产生率,非平衡载流子将逐渐复合消失掉,最后回复到热平衡态。非平衡载流子浓度随时间的衰减规律一般服从exp(-t/τ)的关系,常数τ表示非平衡载流子在复合前的平均生存时间,称为非平衡载流子寿命。在半导体器件中,由于非平衡少数载流子起主导作用,因此τ常称为非平衡少数载流子寿命,简称少子寿命。τ值范围一般是10-1～103μs。复合过程大致可分为两种:电子在导带和价带之间直接跃迁,引起一对电子—空穴的消失,称为直接复合;电子—空穴对也可能通过禁带中的能级(复合中心)进行复合,称为间接复合。每种半导体的r并不是取固定值,将随化学成分和晶体结构的不同而大幅度变化,因此,寿命是一种结构灵敏参数。τ值并不总是越大越好。对于Si单晶棒和晶体管的静态特性来说,希望τ值大些。但是,对于在高频下使用的开关管,却往往需要掺杂(扩散金),以增加金杂质复合中心,降低τ值,提高开关速度。近年来,在电力电子器件生产中,常用电子束辐照代替掺金,降低τ值。在Si和GaAs材料、器件和集成电路生产过程中,τ值是必须经常检测的重要参数。

B. 半导体载流子的概念

载流子就是带有电荷、并可运动而输运电流的粒子，包括电子、离子等。半导体中的载流子有两种，即带负电的自由电子和带正电的自由空穴。实际上，空穴也就半导体中的价键空位，一个空位的运动就相当于一大群价电子的运动；只不过采用数量较少的空穴这个概念来描述数量很多的价电子的运动要方便得多。所以，从本质上来说，空穴只是一大群价电子的另一种表述而已。
载流子所处的能量状态
从晶体能带的角度来看，半导体的能量最高的几个能带分别是导带和价带，导带与价带之间隔着一个禁带。禁带中不具有公有化运动的状态——能级，但可存在杂质、缺陷等束缚能级。自由电子（简称为电子）就处于导带中，一般是在导带底附近（导带底就相当于电子的势能）；自由空穴（简称为空穴）就处于价带中，一般是在价带顶附近（价带顶就相当于空穴的势能）。价带中有大量的价电子，由于这些价电子是被价键束缚住的，不能自由运动，所以不把它们看成为载流子。
如果n型半导体中掺入的施主浓度不太高，那么导带中的电子浓度也较低，这时电子在导带底附近能级上的分布就遵从经典的Boltzmann分布，这时就称这些电子是非简并载流子，半导体也就是非简并半导体；相反，若掺杂浓度很高，则大量电子在导带底附近能级上的分布就需要考虑泡里不相容原理的限制，这时电子就遵从量子的Fermi-Dirac分布，这时就称这些电子是简并载流子，半导体也就是简并半导体。不过，应该注意，即使半导体是非简并的n型半导体，但价带中的电子由于是大量的价电子，所以它们始终是属于简并的载流子，总是遵从量子的Fermi-Dirac分布。
空穴就是由价带中的价电子跃迁到了导带之后所形成的（即留下的价键空位）；这种跃迁就称为本征激发，其特点是电子与空穴成对地产生。

C. N型半导体中的载流子是什么

P型半导体中多数载流子是空穴，N型半导体中多数载流子电子，硅二极管的正向导通压降约0.7v。是多少

D. 半导体的导电性能较差是因为半导体内部只有一种载流子是对的吗

半导体的导电性很差是因为半导体内部有两种载流子，一种是p型一种是n型的，不是电子

E. p型半导体主要靠哪种载流子导电

之所以说p型导电靠空穴，是因为p型导电靠的是在价带的电子，而价带的电子都专是成键的，无法自属由移动，不是自由电子，所以等效成空穴移动。

n型导电靠电子，因为n型靠的是在导带的电子，导带的电子没有成键，是自由电子，所以这时靠的是自由电子。

F. 半导体导电的基本特性是什么

答抄:纯净的半导体材料在绝对零度(一273℃)时，其内部没有载流子可供导电，此时的半导体与绝缘体非常相似。但是，随着外加条件的改变(如环境温度、光照增强、掺杂等)，半导体中就会出现载流子，从而具有一定的导电能力。其导电特性如下:
(1)热敏特性:随着环境温度的升高，半导体的电阻率下降，导电能力增强.
(2)光敏特性:有些半导体材料(硫化铜)受到光照时，电阻率明显下降，导电能力变得很强;无光照时，又变得像绝缘体一样不导电，利用这一特性可制成各种光敏器件.
(3)掺杂特性:在纯净的半导体中掺入某种合适的微量杂质元素，就能增加半导体中载流子的浓度，从而可以增强半导体的导电能力。
(4)其他敏感特性:有些半导体材料具有压敏、磁敏、湿敏、嗅敏、气敏等特性，还有些半导体材料，它们的上述某些特性还能逆转。

G. 为什么说半导体导电时的电流是两种载流子之和望大家不吝指教。

半导体的导电机制是电子和空穴导电（电子和空穴均称为载流子），其中电子是实际内存在的，而空穴容是一个物理模型，不是实际存在的。为什么要用空穴来描述导电呢？因为在价带顶，大部分能级是被电子占据的，只有少数能级没被电子占据，假如价带中有100个能级，其中99个被电子占据，剩下的1个没被电子占据（称之为空穴），如果用电子描述价带导电，那么要考虑99个电子，如果用电子描述价带导电，只需要考虑1个空穴，简化了问题。
所以空穴其实代表是大量的电子，带正电的空穴是不存在的，就不存在电性相反抵消后为零的情况了。

H. 半导体中参与导电的电流载体称为载流子．N型半导体的载流子是带负电的电子，P型半导体的载流子是带正电的

电流向右，磁场垂直向内，故粒子受到的洛伦兹力向上，由于样品上表面版带正电，故载流子是带正权电的“空穴”，是P型半导体；
最终洛伦兹力和电场力平衡，有：
qvB=q

I. 什么是P型半导体和N型半导体其多数载流子和少数载流子各是什么能否说P型半导体带正电、N型半导体带负

P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体
N型半导体即自由电子浓度远大于内空穴浓度的杂质半容导体
如果半导体中电子浓度大时，电子就是多数载流电子，空穴就是少数载流电子。相反，如果该半导体中空穴浓度大时，空穴就是多数载流电子，电子就是少数载流电子。
P型半导体、N型半导体都是电中性

J. 导体中的，导电的载流子是什么

导体中的，导电的载流子是自由电子。

导体导电是导体中的自由电荷定向移回动的结果，这些可以答移动的电荷又叫载流子，例如金属导体中的载流子就是自由电子．

载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒，如电子和离子。在半导体物理学中，电子流失导致共价键上留下的空位（空穴引）被视为载流子；金属中为电子，半导体中有两种载流子即电子和空穴；在电场作用下能作定向运动的带电粒子，如半导体中的自由电子与空穴，导体中的自由电子，电解液中的正、负离子，放电气体中的离子等。