半导体能带的基本特征可归纳为以下四点:
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禁带宽度较窄
半导体的禁带宽度通常在0.1~4电子伏(eV)之间,显著小于绝缘体的4~7 eV。这一特性使得价带顶的电子在较低能量激发下即可跃迁到导带底,形成自由电子和空穴,从而实现导电。
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价带与导带部分重叠
半导体的价带并非完全填满,而是存在未满带与导带底部分重叠的区域。这种结构允许价带中的电子通过热激发或光照射跃迁到导带,形成导电通道。
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存在价带电子与空穴
在价带中,未完全填充的能级可容纳电子;在导带中,空穴(价带电子被激发后留下的空位)与自由电子共同参与导电。这种电子-空穴对的存在是半导体导电性的核心机制。
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导电性与温度敏感
半导体的电导率随温度升高而显著增加。这是因为热运动为价带电子提供更多能量,使其跃迁到导带,从而增强导电性。这一特性与绝缘体形成鲜明对比。
总结 :半导体通过禁带宽度窄、价带与导带部分重叠及电子-空穴对共存等特征,实现了介于导体与绝缘体之间的独特导电性能,并对温度敏感。