本征激发

本征半导体（intrinsicmiconductor）

是完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。但实际半导体不能绝

对的纯净，此类半导体称为杂质半导体。本征半导体一般是指其导电能力主要由材料的

本征激发决定的纯净半导体。更通俗地讲，完全纯净的、不含杂质的半导体称为本征半

导体或I型半导体。主要常见代表有硅、锗这两种元素的单晶体结构。

本征导电

在绝对零度温度下，半导体的价带（valenceband）是满带（见能带理论），受到光电

注入或热激发后，价带中的部分电子会越过禁带（forbiddenband/bandgap）进入能量较高

的空带，空带中存在电子后成为导带（conductionband），价带中缺少一个电子后形成一

个带正电的空位，称为空穴（hole），导带中的电子和价带中的空穴合称为电子－空穴对。

上述产生的电子和空穴均能自由移动，成为自由载流子（freecarrier），它们在外电场作用

下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。在本征半导体中，这两种

载流子的浓度是相等的。随着温度的升高，其浓度基本上是按指数规律增长的

复合

导带中的电子会落入空穴，使电子－空穴对消失，称为复合（recombination）。复

合时产生的能量以电磁辐射（发射光子photon）或晶格热振动（发射声子phonon）的形

式释放。在一定温度下，电子－空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时本征

半导体具有一定的载流子浓度，从而具有一定的电导率。加热或光照会使半导体发生热激

发或光激发，从而产生更多的电子－空穴对，这时载流子浓度增加，电导率增加。半导体

热敏电阻和光敏电阻等半导体器件就是根据此原理制成的。常温下本征半导体的电导率较

小，载流子浓度对温度变化敏感，所以很难对半导体特性进行控制，因此实际应用不多。