本征半导体为什么能导电
1. 我想知道为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体
这是半导体技术中的基本概念问题,提得好。
因为制造半导体器件和集成电内路时,最容重要的是要很好地控制掺入的杂质的种类和数量(浓度);而且有些杂质对半导体载流子的影响也很不好(例如减短寿命、降低迁移率)。为了达到能够可控的掺杂和去掉有害杂质,就必须事先把作为原始材料的Si片提纯——使之成为本征半导体。否则就难以实现有目的地掺杂和做好器件和电路。
2. 本征半导体的导电能力为什么远不如掺杂半导体
很高兴为你解答
制成本征半导体是为了讲自然界中的半导体材料进行提纯,然后版人工掺杂权,通过控制掺杂的浓度就可以控制半导体的导电性,以达到人们的需求
本征半导体的导电能力很低,因为他们只含有很少的热运动产生的载流子.
某种杂质的添加能极大的增加载流子的数目,所以掺杂质的半导体导电能力好.
例如
掺有磷的半导体就是一种掺杂半导体.假设硅晶体中已掺入少量的磷.磷原子进入了原本该由硅原子占有的晶体结构中的位置.磷,作为第5组元素,由5个价电子.磷原子共享了4个价电子给它周围的4个硅原子.4对电子对给了磷原子8个共享的电子.加上还有1个未共享的电子,一共由9个价电子.由于原子价层只能容纳8个电子,再也放不下第9个电子.这个电子就被磷原子抛了出来,自由地游荡在晶体结构中.每个添加进硅晶体结构中的磷原子能产生一个自由电子.故杂质能增加载流子的数目,使其导电能力加强。
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3. 由于杂质半导体主要靠多子导电,其温度特性要远好于本征半导体,这是为什么
你说的导电性能好是指电阻率低.电阻率主要决定于材料中载流子的浓度和迁移率版,两者均与杂质浓度和温度有关系权.
当不进行掺杂时,为纯半导体材料(本征半导体),其导电是需要特殊外界条件的(比如温度),本征半导体的电阻率随温度增加单调下降.
对于杂质半导体:
掺杂杂质使其导电性能变好主要是由于掺杂特定杂志和杂质电力提供载流子,载流子浓度增加从而电阻率降低,导电性能变好.但其也与温度有很大关系
温度很低时,本征激发忽略,主要由杂质电离提供载流子,它随温度升高而增加;散射主要由电离杂质决定,迁移率随温度升高增大,所以电阻率下降.
温度继续升高,杂质全部电离,本征激发还不显著时,载流子基本不变,晶格振动是主要影响因素,迁移率随温度升高而降低,所以电阻率随温度升高而增大.
继续升高到本征激发很快增加时,本征激发称为主要影响因素,表现出同本证半导体相同的特征.
4. 本征半导体是否导电,为什么
本征半导体是是指没有掺杂的半导体。
在通常的环境下,本征半导体可以通过本征激发,使导带上带有载流子--电子,而在价带上带有相同数量的载流子--空穴。
虽然载流子的浓度远低于掺杂半导体的载流子浓度,但是本征半导体的导电性会好于绝缘体,是可以导电。
5. 为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成本征半导体,导电性能极差,又将其掺杂, 改善导电性
由于金属材料的帕尔帖效应是相对较弱的,而半导体材料基于帕尔帖原理运行,所产生的效应也会更强一些,所以,在制冷的材料中,半导体就成为了主要的原料。
半导体制冷技术的应用原理是建立在帕尔帖原理的基础上的。1334年,法国科学家帕尔帖发现了半导体制冷作用。帕尔贴原理又被称为是”帕尔贴效益“,就是将两种不同的导体充分运用起来,使用A和B组成的电路,通入直流电,在电路的接头处可以产生焦耳热,同时还会释放出一些其它的热量。
此时就会发现,另一个接头处不是在释放热量,而是在吸收热量。这种现象是可逆的,只要对电流的方向进行改变,放热和吸热的运行就可以进行调节,电流的强度与吸收的热量和放出的热量之间存在正比例关系,与半导体自身所具备的性质也存在关系。
(5)本征半导体为什么能导电扩展阅读:
本征半导体不宜用于制作半导体器件,因其制成的器件性能很不稳定。反之,掺入一定量杂质的半导体称为杂质半导体或非本征半导体,这是实际用于制作半导体器件及集成电路的材料。
本征半导体的导电能力很弱,热稳定性也很差,因此,不宜直接用它制造半导体器件。半导体器件多数是用含有一定数量的某种杂质的半导体制成。根据掺入杂质性质的不同,杂质半导体分为N型半导体和P型半导体两种。
6. 为什么本征半导体导电性会变差
1、这么复说不太严谨,对于不同种材料,制比如Si和GaN,本征Si的导电性要比低掺杂GaN的好。
2、对于同一种半导体,掺杂之后在常温下杂质电离的载流子比本征电离的要多,所以掺杂半导体导电性比本征好。
3、对于一块掺杂的半导体,随温度的升高,而其本征电离加剧,当本征电离产生的载流子高于杂质电离时,可以认为才是半导体就是一块本征半导体,而温度升高载流子受到晶格散射的影响也会加剧,所以导电性会变差,而更致命的是此时半导体的导电类型发生了变化,对于一般靠PN结组成的器件,这会导致器件的失效。
7. 为什么杂质半导体导电性可控而本征半导体不可控
因为自然界中的半导体的导电性不易控制,而惨杂后的本征半导体容易控制其导电性。制专成本属征半导体是为了讲自然界中的半导体材料进行提纯,然后人工掺杂,通过控制掺杂的浓度就可以控制半导体的导电性,以达到人们的需求。本征半导体一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。更通俗地讲,完全纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体或I型半导体。主要常见代表有硅、锗这两种元素的单晶体结构。
8. 为什么说本征半导体在低温时是绝缘体
本征半导体是指结构完整的纯净的半导体(譬如单晶硅)
本征半导体在一定温度下,原子最外层电子有可能脱离共价键的束缚,从而成为自由电子,留下一个原来束缚电子的地方,叫空穴,电子带负电荷,空穴带正电荷(原来电中性的原子少了一个电子,带正电荷,我们也就叫空穴带正电荷了)
脱离束缚的电子(自由电子)的移动可以导电,空穴周围的价电子(注意是价电子,不是脱离束缚的自由电子)填补空穴,又会形成空穴的移动(价电子移动,空穴向相反方向移动),所以本征半导体中自由电子和空穴都是带电荷的可移动的粒子,称为载流子(所谓载流子就是在外加电场下能做定向运动的粒子,也就是说有载流子的物质才能导电)。上述产生电子空穴对的过程叫本征激发,自由电子与空穴重新结合称为载流子的复合。当本征激发与载流子复合的速率达到动态平衡时,本征半导体内载流子浓度就固定不变。
本征激发与温度有关,温度越高,价电子获得能量越大,就越可能脱离共价键束缚,本征激发就越强,载流子浓度就越高,导电性就越好,而在低温时,本证激发弱,载流子浓度低,所以可以将本征半导体看作绝缘体。本征激发受温度影响很大,而且本征半导体本身的导电性就不强,所以实际中的半导体都不是本征半导体,而是掺杂半导体。
9. 在温度升高时,本征半导体的导电能力为什么会增强
半导体导电是由于价带的电子跃迁进导带后,造成了导带有电子,价带有空穴,这两者都可以导电。温度越高,跃迁几率越高,空穴和电子浓度越高,导电性也就越强