本征载流子

发布者:admin 发布时间:2019-10-27 07:59 浏览次数:

  声明:百科词条人人可编辑,词条创建和修改均免费,绝不存在官方及代理商付费代编,请勿上当受骗。详情

  本征载流子,就是本征半导体中的载流子(电子和空穴),即不是由掺杂所产生出来的载流子。

  本征载流子(Intrinsic carrier)就是本征半导体中的载流子(电子和空穴),即不是由掺杂所产生出来的载流子。也就是说,本征载流子是由热激发——本征激发所产生出来的,即是价电子从价带跃迁到导带而产生出来的;它们是成对产生的,所以电子和空穴的浓度始终相等。

  本征半导体,从物理本质上来说,也就是两种载流子数量相等、都对导电起同样大小的半导体。因此,未掺杂的半导体是本征半导体,但是掺有杂质的半导体在一定条件下也可能成为本征半导体(只要两种载流子的浓度相等)。

  对于掺有杂质的n型或p型半导体,其中的多数载流子主要就是由杂质电离所提供,而其中的少数载流子则是由本征激发所产生的。因此,在杂质全电离情况下,多数载流子浓度基本上与温度无关,但少数载流子则随着温度将指数式增大。

  因为本征载流子是由本征激发所产生的,则它的产生与热激发有关,也与禁带宽度有关,所以具有以下特点:一是电子浓度=空穴浓度;二是载流子浓度随着温度的升高而指数式增大;三是与禁带宽度有指数函数关系(不同半导体的本征载流子浓度不同)。本征载流子浓度ni与温度T和禁带宽度Eg的关系为(与杂质无关)

  在室温下,Si的ni=1.0×10^10cm-3,GaAs的ni=1.79×10^6cm-3。

  由于本征载流子浓度ni随着温度的升高而指数式增大,故在足够高的温度下,对于掺杂的半导体,在较高温度下,本征载流子浓度也都将大于杂质所提供的载流子浓度——多数载流子浓度。这就是说,即使是掺杂的半导体(除非掺杂浓度异常高),都将随着温度的升高而逐渐转变为本征半导体(两种载流子浓度相等)。这种半导体本征化的作用,即将导致pn结失效,所以这实际上也就是限制所有半导体器件及其集成电路的最高工作温度的根本原因;也因此,半导体器件的最高工作温度也就由半导体的本征化温度来稳定。


上一篇:什么是半导体 什么是本征半导体    下一篇:01-01 本征半导体