半导体能带理论分析半导体能带理论,必须从能级,能带,禁带,价带,导带开始.因此分析如下：能级（Enegy Level）：在孤立原子中,原子核外的电子按照一定的壳层排列,每一壳层容纳一定数量的电子.每个壳层上的电子具有分立的能量值,也就是电子按能级分布.为简明起见,在表示能量高低的图上,用一条条高低不同的水平线表示电子的能级,此图称为电子能级图.能带（Enegy Band）：晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,以硅为例,每立方厘米的体积内有5×1022个原子,原子之间的最短距离为0.235nm.致使离原子核较远的壳层发生交叠,壳层交叠使电子不再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去,这种现象称为电子的共有化.从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此相对应的能级扩展为能带.禁带（Forbidden Band）：允许被电子占据的能带称为允许带,允许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带.原子壳层中的内层允许带总是被电子先占满,然后再占据能量更高的外面一层的允许带.被电子占满的允许带称为满带,每一个能级上都没有电子的能带称为空带.价带（Valence Band）：原子中最外层的电子称为价电子,与价电带.导带（Conduction Band）：价带以上能量最低的允许带称为导带.导带的底能级表示为Ec,价带的顶能级表示为Ev,Ec与Ev之间的能量间隔称为禁带Eg.半导体的导电作用是通过带电粒子的运动（形成电流）来实现的,这种电流的载体称为载流子.半导体中的载流子是带负电的电子和带正电的空穴.对于不同的材料,禁带宽度不同,导带中电子的数目也不同,从而有不同的导电性.例如,绝缘材料SiO2的Eg约为5.2eV,导带中电子极少,所以导电性不好,电阻率大于1012Ω·cm.半导体Si的Eg约为1.1eV,导带中有一定数目的电子,从而有一定的导电性,电阻率为10-3—1012Ω·cm.金属的导带与价带有一定程度的重合,Eg=0,价电子可以在金属中自由运动,所以导电性好,电阻率为10-6—10-3Ω·cm.
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