学习半导体基本知识经常碰到的几个问题

(一)半导体中自由电子和空穴移动都是电子在运动,为什么还要分作两种载流子,它们在本质上有什么区别?半导体原子结构理论告诉我们,电子围绕原子核旋转,分布在各层轨道上,而且具有不同的能量。最外层能量最大,受原子核束缚最小,我们把这些电子称为价电子,而把他们具有能量的范围叫价电子能带(简称价带)。只有价电子受激发获取一定能量之后,它才能脱离原子核束缚,进入自由电子能带(简称导带)。这些自由电子在外电场作用下运动,可以参与导电。因它是带着负电荷运动的粒子,所以被称作载流子。而价电子由于能量低,是在受束缚状态下,按理是不能参与导电的。但是,当某价电子受激发成为自由电子,或由于掺杂的结果使共价键上形成价电子的的空位时,附近的价电子虽外于价带,在外电场作用下,可移动到这个空位上来,而在原来的地方留下新的空位。这样,空位就向价电子反方向移动了。由于价电子带负电,所以空位好象带着正电荷在移动一样。因而,我们把这种空位称作空穴。