导体和半导体区别我目前对两种导电机理有一定的了解但是有个地方不是很懂,半导体有两种载流子(空穴,电子),导体有一种载流子(电子),导体内部电流运动不会产生空穴吗?是否可以也看成和

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/12 05:38:41

导体和半导体区别我目前对两种导电机理有一定的了解但是有个地方不是很懂,半导体有两种载流子(空穴,电子),导体有一种载流子(电子),导体内部电流运动不会产生空穴吗?是否可以也看成和
导体和半导体区别
我目前对两种导电机理有一定的了解但是有个地方不是很懂,半导体有两种载流子(空穴,电子),导体有一种载流子(电子),导体内部电流运动不会产生空穴吗?是否可以也看成和半导体一样的原理有两种载流子电流I=I(电子)+I(空穴),
第一次补充:下面的回答.导体里当电子脱离原子核流动的时候,这个原子核和半导体里的空穴不就一样带有正电了吗?当旁边电子运动过来的时候就相当于半导体内电子和空穴的复合.如果这样理解的话,导体和半导体的导电机理就是一样的了我还有以上疑问.
第二次补充:如果单位时间内通过半导体截面的电子电量是1库仑(同时伴随着一库仑的空穴反向运动)这个时候的电流是1A还是2A?如果是导体我知道电流就是1A~

导体和半导体区别我目前对两种导电机理有一定的了解但是有个地方不是很懂,半导体有两种载流子(空穴,电子),导体有一种载流子(电子),导体内部电流运动不会产生空穴吗?是否可以也看成和
自己的话
导体,一般指金属,其在常温下的金属晶体结构与晶体硅等半导体是大不相同的,虽然名义上金属在非化合态的时候电子轨道最外层也有1-4个电子在围绕原子核高速旋转,看起来是受原子核严密控制的,但实际上金属晶体的结构却十分松散,金属原子之间可以滑动,这就是为什么金属有或多或少的延展性,而电子们的活动就更为自由,当有外电压的作用时,他们就会发生定向移动,形成电流.半导体晶体的内部结构相比之下就牢固得多,特别是体现在原子核对其外层电子的作用力较强,当电子离开原子核的时候,原子核对电子原来的作用力就在原先电子存在处形成了"力量真空",就是我们所说的空穴.而金属的力量相比之下小得多,当失去电子之后就不能认为出现了"力量真空”.所以,只有在描述半导体导电原理是才引入“空穴”这个概念(清华资源)

理有两种载

介于导体与非导体间之物质(如矽或锗),故其导电性居于金属与绝缘体之间,并随温度而增加。半导体材料,呈中度至高度之电阻性(视制造之际所掺杂之物质而定)。纯半导体材料( 称为内质半导体),导电性低;若于其中添加特定类型之杂质原子(成为外质半导体),则可大为增加其导电性。施体杂质(5价)可大量增加电子数目,而产生负型半导体;受体杂质(3价)则大量增加电洞数目,而产生正型半导体。此种外质半导体之导电性,端...

全部展开

介于导体与非导体间之物质(如矽或锗),故其导电性居于金属与绝缘体之间,并随温度而增加。半导体材料,呈中度至高度之电阻性(视制造之际所掺杂之物质而定)。纯半导体材料( 称为内质半导体),导电性低;若于其中添加特定类型之杂质原子(成为外质半导体),则可大为增加其导电性。施体杂质(5价)可大量增加电子数目,而产生负型半导体;受体杂质(3价)则大量增加电洞数目,而产生正型半导体。此种外质半导体之导电性,端视其中杂质之类型及总量而定。不同导电性之半导体若经集合一起,可形成各种接面; 此即为半导体装置(供作电子组件使用)之基础。半导体一词,亦常意指此类装置本身(如电晶体、积体电路等)。 补充:良好的半导体有四个价电子,所以加入五价电子的原子会增加电子数(多一个),而加入三价电子,会多一个电洞(少一个)

收起

导体:
导体是能导电的物体,金属导体里面有自由运动的电子,导电的原因是自由电子.半导体随温度其电阻率逐渐变小,导电性能大大提高,导电原因是半导体内的空穴和电子对。
物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。
我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷,橡胶等等,称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡...

全部展开

导体:
导体是能导电的物体,金属导体里面有自由运动的电子,导电的原因是自由电子.半导体随温度其电阻率逐渐变小,导电性能大大提高,导电原因是半导体内的空穴和电子对。
物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。
我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷,橡胶等等,称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。在金属中,部分电子可以脱离原子核的束缚,而在金属内部自由移动,这种电子叫做自由电子。金属导电,靠的就是自由电子。
与金属和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。

半导体
semiconductor
电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。半导体室温时电阻率约在10-5~107欧·米之间,温度升高时电阻率指数则减小。半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
本征半导体 不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴(图 1 )。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对,均能自由移动,即载流子,它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子 - 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。
半导体中杂质 半导体中的杂质对电阻率的影响非常大。半导体中掺入微量杂质时,杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态,在禁带中产加的杂质能级。例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时,杂质原子作为晶格的一分子,其五个价电子中有四个与周围的锗(或硅)原子形成共价结合,多余的一个电子被束缚于杂质原子附近,产生类氢能级。杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近。杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子。这种能提供电子载流子的杂质称为施主,相应能级称为施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多(图2)。在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时,杂质原子与周围四个锗(或硅)原子形成共价结合时尚缺少一个电子,因而存在一个空位,与此空位相应的能量状态就是杂质能级,通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位,使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子(图3)。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时,在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小,半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的。对掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是导带中的电子,属电子型导电,称N型半导体。掺入受主杂质的半导体属空穴型导电,称P型半导体。半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对,故N型半导体中可存在少量导电空穴,P型半导体中可存在少量导电电子,它们均称为少数载流子。在半导体器件的各种效应中,少数载流子常扮演重要角色。
PN结 P型半导体与N型半导体相互接触时,其交界区域称为PN结。P区中的自由空穴和N区中的自由电子要向对方区域扩散,造成正负电荷在 PN 结两侧的积累,形成电偶极层(图4 )。电偶极层中的电场方向正好阻止扩散的进行。当由于载流子数密度不等引起的扩散作用与电偶层中电场的作用达到平衡时,P区和N区之间形成一定的电势差,称为接触电势差。由于P 区中的空穴向N区扩散后与N区中的电子复合,而N区中的电子向P区扩散后与P 区中的空穴复合,这使电偶极层中自由载流子数减少而形成高阻层,故电偶极层也叫阻挡层,阻挡层的电阻值往往是组成PN结的半导体的原有阻值的几十倍乃至几百倍。

PN结具有单向导电性,半导体整流管就是利用PN结的这一特性制成的。PN结的另一重要性质是受到光照后能产生电动势,称光生伏打效应,可利用来制造光电池。半导体三极管、可控硅、PN结光敏器件和发光二极管等半导体器件均利用了PN结的特性。
什么是半导体呢?
顾名思义:导电性能介于导体与绝缘体(insulator)之间的材料,叫做半导体(semiconductor).
物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等,称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。
半导体的发现实际上可以追溯到很久以前,
1833年,英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。不久,
1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特征。
在1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第三种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。
1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体又一个特有的性质。
半导体的这四个效应,(jianxia霍尔效应的余绩——四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。很多人会疑问,为什么半导体被认可需要这么多年呢?主要原因是当时的材料不纯。没有好的材料,很多与材料相关的问题就难以说清楚。
半导体于室温时电导率约在10ˉ10~10000/Ω·cm之间,纯净的半导体温度升高时电导率按指数上升。半导体材料有很多种,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的有机物半导体等。
本征半导体(intrinsic semiconductor) 没有掺杂且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。在绝对零度温度下,半导体的价带(valence band)是满带(见能带理论),受到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带(conduction band),价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴(hole),导带中的电子和价带中的空穴合称为电子 - 空穴对。上述产生的电子和空穴均能自由移动,成为自由载流子(free carrier),它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,使电子-空穴对消失,称为复合(recombination)。复合时产生的能量以电磁辐射(发射光子photon)或晶格热振动(发射声子phonon)的形式释放。在一定温度下,电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时本征半导体具有一定的载流子浓度,从而具有一定的电导率。加热或光照会使半导体发生热激发或光激发,从而产生更多的电子 - 空穴对,这时载流子浓度增加,电导率增加。半导体热敏电阻和光敏电阻等半导体器件就是根据此原理制成的。常温下本征半导体的电导率较小,载流子浓度对温度变化敏感,所以很难对半导体特性进行控制,因此实际应用不多。
杂质半导体(extrinsic semiconductor) 半导体中的杂质对电导率的影响非常大,本征半导体经过掺杂就形成杂质半导体,一般可分为n型半导体和p型半导体。半导体中掺入微量杂质时,杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态,在禁带中产生附加的杂质能级。能提供电子载流子的杂质称为施主(donor)杂质,相应能级称为施主能级,位于禁带上方靠近导带底附近。例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时,杂质原子作为晶格的一分子,其五个价电子中有四个与周围的锗(或硅)原子形成共价键,多余的一个电子被束缚于杂质原子附近,产生类氢浅能级-施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多,很易激发到导带成为电子载流子,因此对于掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是被激发到导带中的电子,属电子导电型,称为n型半导体。由于半导体中总是存在本征激发的电子空穴对,所以在n型半导体中电子是多数载流子,空穴是少数载流子。相应地,能提供空穴载流子的杂质称为受主(acceptor)杂质,相应能级称为受主能级,位于禁带下方靠近价带顶附近。例如在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时,杂质原子与周围四个锗(或硅)原子形成共价结合时尚缺少一个电子,因而存在一个空位,与此空位相应的能量状态就是受主能级。由于受主能级靠近价带顶,价带中的电子很容易激发到受主能级上填补这个空位,使受主杂质原子成为负电中心。同时价带中由于电离出一个电子而留下一个空位,形成自由的空穴载流子,这一过程所需电离能比本征半导体情形下产生电子空穴对要小得多。因此这时空穴是多数载流子,杂质半导体主要靠空穴导电,即空穴导电型,称为p型半导体。在p型半导体中空穴是多数载流子,电子是少数载流子。在半导体器件的各种效应中,少数载流子常扮演重要角色。

收起

以半导体硅为例子:每个原子的最外层有4个电子,由于热运动或其他原因,其中极少数电子可能获得较大的能量,挣脱原子的束缚成为自由电子,这样,在原来的地方就留下了一个空位,称为“空穴”。空穴相当一个正电荷,当这个空穴由附近原子中的电子来填补时,就出现了一个新的空穴,这中变化相当于空穴在移动。
如果有了外电场。自由电子和空穴就会向相反方向做定向移动,于是在半导体中形成了电流,自由电子和空穴都叫做载...

全部展开

以半导体硅为例子:每个原子的最外层有4个电子,由于热运动或其他原因,其中极少数电子可能获得较大的能量,挣脱原子的束缚成为自由电子,这样,在原来的地方就留下了一个空位,称为“空穴”。空穴相当一个正电荷,当这个空穴由附近原子中的电子来填补时,就出现了一个新的空穴,这中变化相当于空穴在移动。
如果有了外电场。自由电子和空穴就会向相反方向做定向移动,于是在半导体中形成了电流,自由电子和空穴都叫做载流子。
当半导体受到光照或者温度升高时,就会有更多的电子获得能量成为自由电子,同时也形成更多的空穴,于是导电能力明显增强。

收起

导体和半导体区别我目前对两种导电机理有一定的了解但是有个地方不是很懂,半导体有两种载流子(空穴,电子),导体有一种载流子(电子),导体内部电流运动不会产生空穴吗?是否可以也看成和 半导体导电机理和导体的导电机理有什么区别? 1、半导体中有空穴和电子两种载流子_____导电,这一点与金属导体的导电机理_______填空,急 在半导体中,有自由电子和空穴两种载流子导电对还是错 我知道有三个导电理论 分别是 经典自由电子理论 量子自由电子理论 还有 能带理论用每个理论分别对半导体和导体的导电机理说明一下 区别? 金属、半导体和绝缘体在导电机理上的区别?如何从理论上来解释? 什么是半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间? 绝缘体为什么不容易导电?导体为什么容易导电?半导体是什么概念?绝缘体和导体有没有明显分界线?请帮忙回答, 导体和半导体有什么不同 家中的电线通常都是用铜做的,因为铜的导电性较好.根据导电线的强弱,物质可以分为导体、半导体和绝缘体,请查阅资料,比较它们的区别,说说它们各有什么不同的用途. 本征半导体,P型半导体,N型半导体能独立导电吗?导电性能有什么区别 导体、半导体、绝缘体有什么区别,分别有什么用途? 导体、半导体和绝缘体的区别(能带理论) 金属导体与半导体有什么样的区别? 导体与半导体的区别 本征半导体导电性能与导体,绝缘体有何不同 什么是半导体的表面态和表面能级?形成表面态的原因有哪些?表面态及表面能级对半导体的导电性能有哪些影响? 在半导体中,电了导电和空穴导电有什么区别?空穴电流是不是由自由电子递补空穴所形成的