半導(dǎo)體理論

在絕對零度下的理想結(jié)晶半導(dǎo)體中，未占電子的導(dǎo)帶和占滿電子的價帶之間，是由一種稱為禁帶(forbidden gap)的將兩者隔開。室溫下，價帶中的某些電子因獲得足夠的熱能而躍遷至導(dǎo)帶中，并在價帶的頂部留下可供價電子運(yùn)動的空位。這種空位通常稱為空穴(hole)。一個空穴具有的正電荷量與一個電子的電荷量相等，并有和電子相同的正有效質(zhì)量。此外，正常的晶體缺陷還能在禁帶中產(chǎn)生局部電子能級。

禁帶中的能級有兩種最重要的類型:即施主能級和受主能級，它們的位置分別接近于導(dǎo)帶和價帶。當(dāng)某些外來原子代替品體中一些原有的原子時，就會產(chǎn)生這兩種能級。此時，施主雜質(zhì)原子比晶體原子多一個價電子，這個多余的電子受到晶體原子的約束很小，隨時能躍遷至導(dǎo)帶。這樣由于施主雜質(zhì)的摻入而使導(dǎo)帶的電子密度增加，從而使空穴密度在熱平衡條件下相應(yīng)地受到抑制。同樣情況:如有受主雜質(zhì)摻入，則由于它比晶體原子少一個價電子，就會使空穴密度增大。

自由載流子多數(shù)是電子的半導(dǎo)體，稱為n-型半導(dǎo)體，空穴就是少數(shù)載流子。相反，如空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子，則這種半導(dǎo)體稱為P-型半導(dǎo)體。n-型半導(dǎo)體中，電子密度主要取決于施主雜質(zhì)的濃度;P-型半導(dǎo)體中，空穴密度取決于受主雜質(zhì)的濃度。