半导体概念总复习

1-1

、什么叫本征激发？温度越高，本征激发的载流子越多，为什么？试定性说

明之。

解：在一定温度下，价带电子获得足够的能量（≥

E

g

）被激发到导带成为导电电

子的过程就是本征激发。其结果是在半导体中出现成对的电子

-

空穴对。如果温

度升高，

则禁带宽度变窄，

跃迁所需的能量变小，

将会有更多的电子被激发到导

带中。

1-2

、

试定性说明

Ge

、

Si

的禁带宽度具有负温度系数的原因。

解：电子的共有化

运动导致孤立原子的能级形成能带，

即允带和禁带。

温度升高，

则电子的共有化

运动加剧，导致允带进一步分裂、

变宽；

允带变宽，则导致允带与允带之间的禁

带相对变窄。反之，温度降低，将导致禁带变宽。因此，

Ge

、

Si

的禁带宽度具

有负温度系数。

1-3

、

试指出空穴的主要特征。

解：空穴是未被电子占据的空量子态，被用来描

述半满带中的大量电子的集体运动状态，

是准粒子。

主要特征如下：

A

、

荷正电：

+q

；

B

、空穴浓度表示为

p

（电子浓度表示为

n

）

；

C

、

E

P

=-E

n 

D

、

m

P

*=-m

n

*

。

2-1

、

什么叫浅能级杂质？它们电离后有何特点？

解：

浅能级杂质是指其杂质电

离能远小于本征半导体的禁带宽度的杂质。

它们电离后将成为带正电

（电离施主）

或带负电（电离受主）的离子，并同时向导带提供电子或向价带提供空穴。

2-2

、什么叫施主？什么叫施主电离？施主电离前后有何特征？试举例说明之，

并用能带图表征出

n

型半导体。

解：

半导体中掺入施主杂质后，

施主电离后将成为带正电离子，

并同时向导带提

供电子，

这种杂质就叫施主。

施主电离成为带正电离子

（中心）的过程就叫施主

电离。施主电离前不带电，电离后带正电。例如，在

Si

中掺

P

，

P

为Ⅴ族元素，

本征半导体

Si

为Ⅳ族元素，

P

掺入

Si

中后，

P

的最外层电子有四个与

Si

的最外

层四个电子配对成为共价电子，而

P

的第五个外层电子将受到热激发挣脱原子

实的束缚进入导带成为自由电子。这就是施主电离。

n

型半导体的能带图如图所

示：其费米能级位于禁带上方