半导体和绝缘体禁带宽度范围

半导体和绝缘体禁带宽度范围,第1张

绝缘体的禁带宽度:绝缘体的禁带宽度比较大(6~7ev),而半导体的禁带宽度通常在1ev左右,例如300K下,Si的Eg 1.12ev,Ge 0.67ev,GaAs 1.43ev,当外界条件变化的时候,里面的电子会获得能量,获得能量之后,满带中少量电子,跃迁到上一个空带的底部附近,所以满带中的电子和原先空带中的少量电子都参与导电,所以常温下具有一定的导电能力,通常把满带中,少量电子跃迁后,剩余的大量电子对电流的贡献,用少量的带正电的准粒子加以等效描述,称为空穴。

这里要区分清楚两个问题:一是能带结构(直接带隙或者间接带隙),二是复合机理(直接复合或者间接复合)。

GaAs是直接带隙半导体,复合机理主要是直接复合,则少数载流子寿命很短。直接复合的几率与禁带宽度有关,则禁带宽度越小的半导体,少数载流子寿命就越短。

Si和Ge是间接带隙半导体,主要是依靠复合中心的间接复合机理,则寿命决定于复合中心的浓度和性质,与禁带宽度基本上无关。一般,间接复合的寿命都较长。所以,Si和Ge的载流子寿命比GaAs的长,虽然GaAs的禁带宽度较大。

详见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的“纠正误解[1]——微电子概念”


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