半导体的导电性能 电子学基础:半导体材料是怎么导电的,PN结怎么形成单向导通的?

小编 2025-04-03 设计资源 23 0

电子学基础:半导体材料是怎么导电的,PN结怎么形成单向导通的?

电子电路相信很多的电工师傅都很熟悉,甚至有一部分电工师傅做的就是电子电路,每天面对着密密麻麻的电路版,看着个个电子元器件逐步组成回路,达到相应的功能,个人觉得是很佩服的,最近很多刚入门学习电子电路的师傅留言问:怎么入门学习电子电路?一看到电路板密密麻麻的电子元件就头晕,想学习电子学但是不知道怎么入门等等问题,其实说白了,基础知识是最重要的,只有基础扎实了,电路怎么变化都可以看得懂,如果基础不牢固,那么电子学要想精通,更是无从谈起,今天我们就从最基础的电子学:PN结,导电材料来简单的认识一下电子电路:

既然半导体电子和空穴都能导电,为什么半导体导电能力比导体差?

因为半导体中可以导电的电子浓度远远低于金属中自由电子的浓度。且空穴导电的本质是电子跑到了空穴的位置而形成电荷的迁移。

导体的定义:即价电子不需要提供能量即可跨越费米能级进入导带而p型和n型半导体都是通过吸引电子和增加多余的电子使其电子更容易达到导带的方法来增加电导率。

首先你要知道导体和半导体的区别是什么,他们最大的不同,如果用能带理论来解释的话,在于禁带宽度的不同,对于导体而言,他的禁带宽度较小,所以价带的电子很容易能够越过禁带到达导带,而半导体的禁带相对而言比较大(但是仍然小于绝缘体)。所以相对而言它的价带电子不容易激发到导带。

知道了上面的前提之后,我们再来讨论为什么导体和半导体能够导电,你只需要记住一个结论,满带是不会导电的,所以只有价带有空位(其实也相当于导带有电子)才会导电,那么根据微观电流的公式I=nsqv,其中n为带电粒子浓度,q为单个带电粒子的电荷量,s为截面积(这个跟你算的面积有关,在这里影响不大),v即粒子运动的速度。那么我们可以得出一个结论,带电粒子的浓度越高,那么电流越大。

而对于半导体而言,虽然有空穴和电子同时参与导电,但是他的带电粒子浓度远远小于导体(差很多量级)。

还有一个问题你必须了解,空穴的概念是怎么来的,我们平常在半导体中讲电子,总是说导带中的电子,而提到空穴,总是说,价带中的空穴,其实总得来说,引入价带中的空穴是希望用少子来代表多子的运动,因为在价带中空穴是少子,价带绝大部分仍然被电子填满,具体你可以翻看半导体物理的书籍,都会有介绍。

作者:尤利西斯链接:https://www.zhihu.com/question/298659266/answer/514212328

电子的迁移率不同,这是影响电子移动非常重大的因素。导体中的电子迁移率远大于半导体中的电子迁移率,也就是说半导体中的可移动电子是远小于导体的,

另外, 纠正一下题主,空穴导电不假,但是空穴是不能移动的,空穴导电的本质仍然是电子的移动,只是说电子的数量不足以填满所有的电子核,使得部分原子不能显示电中性,再加上外界电压,使得电子从一个原子脱离,转移到另一个原子,两个原子:一个从有电变为电中性,另一个从电中性变为有电,这才实现了电流产生,所以,空穴导电的本质仍然是电子移动。

作者:风言疯宇链接:https://www.zhihu.com/question/298659266/answer/517525506

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