问答题 半导体的导电机构是什么?适当掺入杂质和加热都能使半导体的电导率增加,这两种处理本质上有无不同?
【正确答案】本征半导体在极低温度下,价带是满带.受到热激光或光照后,满带中的部分电子会越过禁带跃迁到空带,使空带成为导带,满带中因缺少一个电子而形成一个带正电的空穴.导带中的电子和满带中的空穴都是载流子,在外电场作用下都能作定向运动而形成电流.这种由电子-空穴对的产生而形成的混合电称为本征导电.在一定温度下,电子-空穴对的产生和复合同时存在并处于动态平衡,此时半导体具有一定的载流子浓度,从而具有一定的电导率.温度升高时,载流子浓度增加,电导率增大.
   杂质半导体由于掺有微量杂质,在禁带中产生附加的杂质能级.掺入施主杂质的N型半导体,施主能级位于禁带上方靠近导带底.施主能级上的电子激发到导带成为导电载流子所需的能量远小于从满带跃迁到导带所需能量.同理,掺入受主杂质的P型半导体,受主能级通常位于禁带下方.满带中的电子跃迁到受主能级,在满带中形成一个能导电的空穴所需的能量远小于本征半导体形成电子-空穴对所需能量.因此,掺杂后的半导体可分为以导带中的电子为主要载流子的(N型半导体)电子型导电和以满带中的空穴为主要载流子的(P型半导体)空穴型导电两种类型.由于掺杂半导体产生载流子所需能量很小,其载流子浓度(多数载流子)远大于在同一温度下产生的电子-空穴对浓度(少数载流子).因此,室温下杂质半导体的电导率主要由杂质电离产生的载流子浓度决定.温度升高时本征激发也加剧,同样使电导率增大,但达到一定温度时,无论是P型还是N型半导体都将转变为本征导电.
   少数载流子在半导体器件的各种效应中具有重要作用.
【答案解析】