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异型导体和绝缘体的区别是什么？
发布时间：
2022-08-04
对于本应异型导体和绝缘体在相同电场作用下，虽然异型导体的频带宽度小于绝缘体的频带宽度，这意味着异型导体的电导率更容易控制和改变，但它们会具有相似的电学特性。纯异型导体的电学特性可以通过注入杂质(俗称掺杂)的过程永久改变。根据所使用的杂质的不同，被掺杂的异型导体原子可能被额外的电子或空穴包围，使异型导体材料的导电性能与原始材料不同。如果掺杂到异型导体中的杂质浓度足够高，异型导体也可能表现得像金属导体。在掺杂了不同极性杂质的异型导体的界面处，有一个内置的电场，这与许多异型导体元件的运行密切相关(例如，太阳能电池中电子和空穴对的聚集就依赖于内置的电场)。掺杂的异型导体有许多电学性质也会有相应的变化。除了掺杂过程中电气性能的永久性变化外，异型导体还可以由于施加于它们的电场的变化而发生动态变化。异型导体材料由于其特性也适合用作电路元件，如晶体管。晶体管是有源异型导体器件。 当电子从导带落回价带
对于本应异型导体和绝缘体在相同电场作用下，虽然异型导体的频带宽度小于绝缘体的频带宽度，这意味着异型导体的电导率更容易控制和改变，但它们会具有相似的电学特性。纯异型导体的电学特性可以通过注入杂质(俗称掺杂)的过程永久改变。根据所使用的杂质的不同，被掺杂的异型导体原子可能被额外的电子或空穴包围，使异型导体材料的导电性能与原始材料不同。如果掺杂到异型导体中的杂质浓度足够高，异型导体也可能表现得像金属导体。在掺杂了不同极性杂质的异型导体的界面处，有一个内置的电场，这与许多异型导体元件的运行密切相关(例如，太阳能电池中电子和空穴对的聚集就依赖于内置的电场)。掺杂的异型导体有许多电学性质也会有相应的变化。除了掺杂过程中电气性能的永久性变化外，异型导体还可以由于施加于它们的电场的变化而发生动态变化。异型导体材料由于其特性也适合用作电路元件，如晶体管。晶体管是有源异型导体器件。
当电子从导带落回价带时，减少的能量可以以光的形式释放出来。这一过程是发光二极管和异型导体激光器的基础，两者在商业应用中都很重要。相反，异型导体也可以吸收光子，并通过光电效应激发价带电子，产生电信号。这就是光纤通信或太阳能电池领域中重要的元件——光电探测器的来源，也是相机中CMOS图像传感器的主要工作原理。异型导体可以由单一元素组成，如硅。它也可以是两种或两种以上元素的化合物。常见的化合物异型导体有砷化镓或磷化铝镓铟(AlGaInP)等。合金也是异型导体材料的来源之一，如硅锗或铝砷化镓(AlGaAs)。异型导体中电子的能量被限制在基态和自由电子之间的几个带内，其中电子的能量处于准连续状态，并且在能带之间存在带隙，电子不能在带隙中。当电子处于基态时，它被原子核束缚;另一方面，如果一个电子拥有自由所需的能量，它可以完全离开这个材料。每个带都有几个对应的量子态，较低的量子态被电子填满。这些充满电子的高能态被称为价带。在异型导体和绝缘体的正常条件下，几乎所有的电子都处于价带或价带以下的量子态，因此没有自由电子可用来导电。
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