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ielts_toefl木虫 (小有名气)
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N型半导体为什么“导带中有较多的电子(多数载流子)”，重点在导带上？ 已有3人参与
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http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=10484829&target=1 我在自学半导体知识，看见书上说，N型半导体的“导带中有较多的电子(多数载流子)” ，P型半导体的“价带中有较多的自由穴(多数载流子)”。 我知道N型半导体的电子数>空穴数，P型半导体的空穴数>电子数， 我的疑问是 为什么 书上要强调N型半导体的”导带“有较多的电子多子？本菜鸟初步理解是 N型半导体有较多的电子，这些较多的电子是均匀分布在各能带中的（导带，禁带，价带）。 同理，为什么书上要强调P型半导体的“价带"有较多的自由空穴多子？ |
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伽鲁特
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【答案】应助回帖
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ielts_toefl: 金币+5, ★★★★★最佳答案, 你说的太形象了，而且你这份认真态度，很让我感动。 2016-07-17 17:39:50
ielts_toefl: 金币+5, ★★★★★最佳答案, 你说的太形象了，而且你这份认真态度，很让我感动。 2016-07-17 17:39:50
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咱们以最常见的Si为例，一个si原子周围提供4个电子参与共有化运动，如果是本征激发（即不是通过杂质电离产生空穴电子对），那么当外界给与的激发能量达到一定程度后（比如温度高到一定程度），这四个电子就会有一部分电子（数量上服从费米统计分布）获得更高的能量，也就是处于导带。那么，以一种好理解的方式去简单的描述，4个电子有一个去了导带，留下一个空位，这个空位就很容易被临近的原子周围那些没有被激发的电子再重新占据，这就行程了电子在不同原子周围来回跑，然后形象的看做是空位来回跑，这个就是空穴。那我再解释一下杂质电离那个局域化的位置虽然行程了正电荷但为什么不叫空穴。这回以n型si为例，行程型si可以通过p元素（磷）掺杂实现，我们知道，p本身外层有5个电子，如果有一个p原子占据了si原子的位置（通过掺杂工艺来实现），那p原子有4个电子的作用和原来的那个si原子是一样的，但多出来一个电子没法与周围的其它原子的外层电子行程共价键（可以参考高中化学的理解），那这个没成键的电子就相对来说更容易“脱离组织”，在半导体体材料中，你可以这样理解，被束缚住的电子具有较低的能量，而解脱这个束缚需要外界提供能量，被束缚的越松，相当于电子具备越高的能量，越接近自由电子。那么，掺进去的那个p原子的第五个电子的能量就比较高，在能带图中，它的位置也就比较靠上，位于禁带中比较靠近导带的位置（而不是像si原有的那些电子老老实实的待在价带中），它属于那种给点阳光就灿烂的，稍微给点外界激励能量，那第五个原子能量就更高了，就变成了处于导带的状态了。那它激发后留下的那个空位，可不是谁都能坐的，空着带正电荷不假，但你得有人家电离之前那么高的能量才能进到人家那个空位上去，而掺杂进去的p原子一般离得都很远，比如，掺杂浓度是e19，是指没立方厘米有10的19次幂个p原子，而每立方厘米有多少个si原子呢，大概是e22量级的，也就是说单位体积上si原子的数量大概是p原子的1000倍，那么单位长度上si原子的数量就是p原子的10倍，也就是一条线上平均每看到10个si原子才能看到一个p原子，这就是我之前说的，掺杂进去的原子是孤独的。那p原子周围的si原子外层电子的能量不足以占据那“第五个空位”，而“够资格”的其它p原子又离得太远，所以那个空位如果一旦行程，就不太容易被再次填充，而它放走的孩子就野了，在导带上随便跑，这就形成了一种现象，n型半导体导带上的电子特别多，但由于很多是由杂质电离行程的，那些电离后的空位比较孤僻，不参与共有化运动，对导电没什么贡献，也就不算空穴。但它确实是正电荷，也就是说一个萝卜一个坑，总数上肯定是没错的。而导带上的电子无论是怎么跑上去的，它们运动起来都没区别，无论是从价带上去的（本征电离，亲妈生的）还是杂质能级上去的（杂质p原子电离，后妈生的），上去后都一样。艾玛，好累 发自小木虫IOS客户端 |
ielts_toefl13楼2016-07-16 23:06:15
回①如糖
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【答案】应助回帖
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根据电中性原理，不管是哪一类材料电子数和空穴数肯定都是相等的。只不过在N型半导体中，电子空穴对分离后，空穴固定在原子附近，而电子由于可以自由移动跃迁到导带中成为载流子；对于P型半导体，电子空穴对分离后，该电子与相邻原子的单电子形成了电子对，电子被固定，空穴以传递的方式不断移动，所以空穴在价带导电。 以上是我个人的理解，如有不妥，请赐教。 发自小木虫Android客户端 |
2楼2016-07-14 11:44:58
ielts_toefl
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，可是你的观点之中又引入了一个新的概念
——在N型半导体中“空穴固定在原子附近",对于P型半导体"电子被固定".书上并没有
。请问 你说的”固定“是什么含义？
3楼2016-07-14 13:25:56
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4楼2016-07-14 14:01:37