导体、半导体与绝缘体
导体半导体和绝缘体的能带论解释
导体半导体和绝缘体的能带论解释篇一：嘿，朋友！你知道吗？在神奇的物理世界里，导体、半导体和绝缘体可有着超级有趣的秘密，而能带论就是解开这些秘密的关键钥匙！咱先来说说导体。
你想想看，导体就像是一条畅通无阻的高速公路，电子在上面能自由地奔跑，毫无阻碍。
为啥呢？因为导体的能带结构就决定了这一点！导体的价带和导带是部分重叠的，这意味着电子不需要额外的能量就能轻松地从价带跃迁到导带，然后欢快地流动起来，形成电流。
这难道不神奇吗？就好像你在游乐场里，不需要排队等待，直接就能坐上最刺激的过山车一样！再看看半导体，它就像是一个有点小脾气的家伙。
半导体的价带和导带之间有个能隙，不过这个能隙比较小。
这就像是有一道小门槛，电子要费点劲才能跨过去。
在常温下，只有一小部分电子有足够的能量跨越这个能隙，进入导带参与导电。
这是不是有点像一群小伙伴要翻过一个不太高的墙去探险，只有几个勇敢又有力气的能翻过去？而绝缘体呢，那简直就是一堵高高的围墙！绝缘体的能隙非常大，电子几乎没办法跨越这个巨大的鸿沟。
所以在一般情况下，电流在绝缘体中几乎无法通过，就好像你想翻过一座高耸入云的山峰，那几乎是不可能的事儿！有一次，我和几个物理爱好者朋友一起讨论这个话题。
小李就说：“这导体就像是个热情奔放的舞者，随时都能展现出灵动的舞姿。
”小王接着道：“那半导体岂不是个犹豫不决的孩子，有时候能勇敢地迈出一步，有时候又缩回去了。
”我笑着回应：“哈哈，那绝缘体就是个顽固的老头，把一切都拒之门外！”咱再深入想想，这导体、半导体和绝缘体的能带特性，在我们的日常生活中可有着大用处呢！比如半导体，它被广泛应用在各种电子设备里，像手机、电脑的芯片，不就是利用了半导体的特性嘛！所以啊，通过能带论来理解导体、半导体和绝缘体，就像是打开了一扇通往微观世界的神奇大门。
我们能更清楚地看到物质内部的奥秘，也能更好地利用这些特性来创造更美好的科技生活。
总之，导体、半导体和绝缘体的能带论解释让我们对物质的导电性能有了更深刻的认识，也为我们探索和利用材料的特性提供了有力的理论支持。
判断导体和绝缘体的方法
判断导体和绝缘体的方法导体和绝缘体是电学中常见的两类物质，它们在导电性上存在着明显的区别。
下面将从导体和绝缘体的定义、导电机制、实验方法和应用等方面进行详细阐述。
一、导体和绝缘体的定义1.导体：导体指的是对电流有较好导电性能的物质。
导体中的自由电子可以自由移动，当电场作用在导体上时，导体内的电子会受到电场力的作用而自由移动，形成电流。
常用金属如铜、铝等都是良好的导体。
2.绝缘体：绝缘体指的是对电流具有较差导电性能的物质。
绝缘体中的电子束缚在原子或分子中，不能自由移动。
当电场作用在绝缘体上时，绝缘体中的电子无法自由移动，电流几乎不产生。
常见的绝缘体有橡胶、玻璃、塑料等。
二、导电机制导体和绝缘体的导电机制存在很大的差异，这也是它们导电性能不同的重要原因。
1.导体的导电机制：导体中的原子或分子具有较少的价电子，这些价电子处于杂质或替代原子中，即稀有价电子。
在外电场的作用下，导体中的自由电子将会加速运动，并形成电流。
导体的导电性能与其自由电子的数量和迁移率有关，自由电子的数量越多、迁移率越高，导体的导电性能越好。
2.绝缘体的导电机制：绝缘体中的原子或分子处于稳定的能级上，没有或者几乎没有自由电子。
因此，在外电场的作用下，绝缘体内的电子无法自由移动，电流几乎不产生。
绝缘体的导电性能主要取决于其分子结构和能带结构。
绝缘体中通常存在价带和导带，两者之间的能隙非常大，电子激发到导带的能量需要很大的外能的输入。
三、判断导体和绝缘体的实验方法1.导电性测试：可以通过在电导率测量仪上将试样连接电极，然后应用电场，测量电导率以判断物质是否是导体，导电率越大，代表物质导电性能越好。
2.绝缘性测试：可以通过在一个较高电压下，将试样放在两个电极之间，观察是否出现电火花来判断物质是否是绝缘体。
如果没有电火花，则表示该物质具有较好的绝缘性能。
3.电阻率测量：通过测量试样的电阻值或电阻率来判断导体和绝缘体。
导体的电阻较低，而绝缘体的电阻一般较高。
导体、半导体和绝缘体
导体、半导体和绝缘体概述在物理学中，根据不同的导电性质，物质可以被分为三类：导体、半导体和绝缘体。
导体的电导率较高，可以轻易地传导电流，如铜、铝等金属；半导体的电导率介于导体和绝缘体之间，可以通过添加杂质等方法改变其导电性能，如硅、锗等；而绝缘体的电导率非常低，电流不能在其内部传播，如玻璃、陶瓷等。
导体物理特性导体是一种材料，能够轻松地传导电子。
这种传导过程涉及到电子的自由移动。
在导体中，电子不受束缚，被电场作用下移动自如。
这样的电子被称为自由电子。
这些自由电子随时可以离开原子，进入导体中的其他位置，并与其他自由电子碰撞，形成导电电流。
根据欧姆定律，电流强度与两端电压成正比。
就是说，电流强度增加，导体中的自由电子数量也会增加。
如果将较大的电压施加在导体上，就会增加存储在导体中的自由电子数量，进而导致电流的增加。
应用导体的导电性质使它成为许多电子应用的理想材料。
这种材料最广泛的应用是在导线和电线的制造中。
导体材料还可以用于制造电路板、集成电路、变压器等。
导体材料的进一步发展和应用为电子技术开创了更加广阔的领域。
半导体物理特性半导体材料的电导率介于导体和绝缘体之间。
在半导体材料中，电子位于能级中，分布在两侧霍尔展区的堆积能带中。
在去霍尔展区，则是禁带区。
通常情况下，半导体材料的禁带宽度远小于绝缘体材料。
半导体的本征杂质往往增加了其中的自由电子或空穴的数量。
通过加热材料，我们可以激发半导体中的电子，使之跳过禁带，并像导体中的电子一样形成电流。
在半导体中添加不同种类、不同浓度的杂质，则可以控制其电导率和其他性质。
应用半导体材料的应用很广泛，例如晶体管、太阳能电池、场效应晶体管等。
半导体在计算机技术中也扮演着重要角色，例如应用于微处理器、光学学技术等。
半导体技术用于制造现代耳机、随身听等设备。
绝缘体物理特性绝缘体的最大特点是其电导率极低，等几乎可认为不导电。
它也被称为非导体，不具有自由电子。
在绝缘体中，电子位于原子和分子中，分布在不同的能级，形成气体状态的电子云。
导体、半导体与绝缘体
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6.7 导体、半导体与绝缘体
第六章 能带理论
P127图6.12导体、半导体与绝缘体的能带模型
EF EF
Eg
导体A
半导体B
绝缘体C
19
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6.7 导体、半导体与绝缘体
第六章 能带理论
• 导体，在外电场的作用下，大量共有化电子很易 获得能量，集体定向流动形成电流。 • 绝缘体：在外电场的作用下，共有化电子很难接 受外电场的能量，所以形不成电流。从能级图上 来看，是因为满带与空带之间有一个较宽的禁带 （Eg 约3～6 eV），共有化电子很难从低能级 （满带）跃迁到高能级（空带）上去。 • 半导体：的能带结构,满带与空带之间也是禁带， 但是禁带很窄（E g 约3 eV以下 )。
• 因此，晶体中的载流子除电子外还可以有 空穴，既可以单独存在也可以同时存在。
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6.7 导体、半导体与绝缘体
第六章 能带理论
§6.7.3导体、半导体与绝缘体的区分
• 既然满带电子不导电只有不满带电子才有 导电性，所以根据能带结构及其填充情况 就可以判断晶体是否为导体。当原子结合 成晶体后，原子的内层满壳层电子将填满 相应的一系列能带，这些电子的数量虽然 很大，但不参与导电，只须考虑外层价
电子的能带填充情况就可以判断晶体 的导电性。
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6.7 导体、半导体与绝缘体
第六章 能带理论
• [1] 能量最高的满带与最低的空带有重叠， 结果两个能带都不满，晶体仍是导体。 • [2] 能量最高的满带与最低的空带没有重 叠，被禁带分开，这种晶体是绝缘体或半 导体。
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导体、超导体、半导体和绝缘体的区别
导体、超导体、半导体和绝缘体的区别标题：导体、超导体、半导体和绝缘体的区别导体、超导体、半导体和绝缘体是固体材料中常见的几种类型。
它们在电学和热学性质上表现出明显的差异，这些差异是由它们的电子结构和能带特性所决定的。
本文将深入探讨这些材料的基本特点和区别，并且分析它们在科学和工程领域中的应用。
一、导体导体是一种能够自由传导电荷的材料。
它们具有高电导率和低电阻率。
在导体中，电子处于自由态，可以自由移动。
这是因为导体的价带和导带之间的能量差低于其他材料。
常见的导体包括金属（例如铜、铝等）和某些碳化合物（如石墨）。
导体的电子在外电场或外电压的作用下，能够迅速流动，传输电流和热量。
二、超导体超导体是一类在零摄氏度以下具有零电阻的材料。
与其他导体不同，超导体在低温下能够表现出特殊的电学性质，称为超导性。
当超导体的温度降低到临界温度以下时，其电阻会突然变为零，电流可以在其内部无耗散地流动。
超导体的几个重要特性是零电阻、磁场排斥和迈斯纳效应。
尽管超导体的应用还受到低温和昂贵的冷却设备的限制，但它们在科学研究和磁悬浮技术等领域具有巨大的潜力。
三、半导体半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料。
它们的电导率介于导体和绝缘体之间，并且可以通过掺杂和温度来调节。
半导体材料通常由硅（Si）和锗（Ge）等元素组成。
在半导体中，电子可以在一定条件下（例如外加电场或温度）下变得更容易导电。
半导体的导电性质对于电子器件的制造至关重要，如晶体管、光电二极管和太阳能电池等。
四、绝缘体绝缘体是指电流难以通过的一类材料。
它们具有非常高的电阻率，几乎不导电。
在绝缘体中，导带和价带之间存在较大的能量差，电子难以克服这个能量差而进行导电，所以电流在绝缘体中几乎无法流动。
绝缘体常常用于隔离电路、绝缘导线和电子器件的外包装等应用中。
综上所述，导体、超导体、半导体和绝缘体是固体材料中具有不同电学性质的种类。
导体具有高电导率和低电阻率，能够自由传导电荷；超导体在低温下表现出零电阻的特点；半导体介于导体和绝缘体之间，具有可调控的导电性；绝缘体则几乎不导电，电流难以通过。
导体半导体和绝缘体的区别
导体、半导体和绝缘体的区别导体、半导体和绝缘体的区别我们知道导体是导电的那么为什么导体会导电而绝缘体又不会呢？同时我们也经常见到个词叫半导体。
半导体又是什么？那么接下来我们先来了解下他们是什么。
在了解完后再来说他们的区别吧。
导体是什么?导体(conductor)是指电阻率很小且易于传导电流的物质。
导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。
在外电场作用下，载流子作定向运动，形成明显的电流。
金属是最常见的一类导体。
金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚，而成为自由电子，留下的正离子(原子实)形成规则的点阵。
金属中自由电子的浓度很大，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。
金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。
在极低温度下，某些金属与合金的电阻率将消失而转化为“超导体”。
半导体是什么?半导体( semiconductor)，指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。
半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。
如二极管就是采用半导体制作的器件。
半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。
无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。
今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。
定义物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。
我们通常把导电性差的材料，如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。
而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。
可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。
与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。
本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。
什么是导体,什么是绝缘体,导体与绝缘体的区别
什么是导体，什么是绝缘体，导体与绝缘体的区别有关导体与绝缘体的区别，什么是导体，什么是绝缘体，能够传导电的物体被称为电的导体，不能传导电的物体称为电的绝缘体，导体与绝缘体没有绝对的界线，当条件改变时，绝缘体也可能变成导体。
一、导体与绝缘体的区别1、什么是导体，人是导体吗？能够传导电的物体被称为电的导体。
例如，铜、铝、铁、金、银等金属都是导体；普通的水、潮湿的土地与潮湿木材也是导体；人的身体含有大量液体，人体的每个细胞都充满水，所以人体也是导体。
2、什么是绝缘体？不能传导电的物体称为电的绝缘体。
例如，玻璃、橡胶、塑料、陶瓷等都是绝缘体。
人们利用导体传送电，利用绝缘体来控制电，不让电乱跑，避免发生触电事故。
3、导体与绝缘体的比较1)、并不是能导电的物体就叫导体，不能导电的物体就叫绝缘体。
2)、导体与绝缘体没有绝对的界线，当条件改变时，绝缘体也可能变成导体。
例如，干燥的木头是绝缘体，但潮湿的木头就成了导体。
3)、不同材料的导体，其导电性能有差异。
家庭中的电线应采用导电性能较好的铜芯线，一般不要采用导电性能差的铝芯线。
4)、人体是导体，因此不能随便触摸带电体。
善于传导电流的物质称为导体，不善于传导电流的物质称为绝缘体。
导体中存在大量可以自由移动的带电物质微粒，称为载流子。
在外电场作用下，载流子作定向运动，形成了明显的电流。
绝缘体电的绝缘体又称为电介质。
它们的电阻率极高，约为108～10τΩ·m，比金属的电阻率大1014倍以上。
4、导体与绝缘体的口诀能够传电是导体，不能传电绝缘体。
人的身体是导体，不能接触带电体。
条件发生改变时，绝缘体会变导体。
二、导体与绝缘体的定义导体和绝缘体：a。
导体：有的物体善于导电叫做导体（Conductor）。
例如：金属，人体，大地，石墨，酸、碱、盐水溶液等都是导体。
b。
绝缘体：有的物体不善于导电叫做绝缘体（Insulator），例如：橡胶，玻璃，塑料，陶瓷，油，纯水，干燥的纸，干燥的木棒，干燥的空气等都是绝缘体。
导体、半导体和绝缘体
导体、半导体和绝缘体导体、半导体和绝缘体是物理学中非常重要的概念，它们是材料的电学特性的基本分类。
本文将分别介绍导体、半导体和绝缘体的概念、性质、应用和发展历程。
一、导体导体是指具有较高导电性的物质。
导体中，电子自由度较高，电子可以自由移动，用来传导电流。
常见的导体有金属、纯水和硫酸等。
导体的电阻率很低，通常用导电率来度量，即导体在电场作用下的单位面积中传导的电流的强度。
导体的制备通常是利用具有良好导电性的材料，如铜、银、金等制作成线、管、板等形状。
导体的应用极为广泛，如电线、电路、电子设备、汽车零部件等，都离不开导体。
导体在电力传输中也起到着重要的作用，导电材料的纯度和导体的制备工艺对电力传输效率和质量有着决定性的影响。
二、半导体半导体是介于导体和绝缘体之间的一种材料。
半导体中电子自由度介于导体和绝缘体之间，它们的电阻率比导体高，但比绝缘体低。
通常情况下，半导体处于物质的四种电性状态中的中间状态。
常见的半导体材料有硅、锗等。
半导体的特殊性质使其在信息技术、电子设备和光电子技术等领域中具有广泛的应用。
半导体可以用来制作晶体管、二极管、太阳能电池、光电二极管、集成电路等，这些都是现代电子技术中必不可少的组成部分。
三、绝缘体绝缘体是指电阻率极高的材料。
绝缘体内部的电子自由度很小，浑然无法被激发，电子在其中几乎不能自由移动，同时材料本身具有极高的电学阻抗。
常见的材料有玻璃、瓷器、纸张等。
绝缘体的应用领域主要包括电力绝缘材料、隔热、隔音、绝缘板材、电气设备外壳等。
绝缘体在保护电路、防止人体电击等方面也具有重要作用。
总结导体、半导体和绝缘体是电学特性分类的三大基本类别。
导体具有较高的导电性，半导体介于导体和绝缘体之间，绝缘体在电导方面表现非常差。
三种材料各有不同的用途，具有极大的应用价值。
随着科技的不断发展，导体、半导体和绝缘体在各自的领域中也不断的发挥着重要作用。
导体 半导体 绝缘体
导体半导体绝缘体导体、半导体和绝缘体是固体材料根据其导电性能的不同而分类的。
在电子学和材料科学中，对于这三类材料的研究和应用具有重要意义。
本文将分别介绍导体、半导体和绝缘体的特点和应用。
一、导体导体是一类具有良好导电性能的材料。
它的导电性主要来源于其自由电子。
在导体中，原子的外层电子能够自由移动，形成电子云。
当导体受到外界电场的作用时，电子云中的自由电子会沿着电场方向移动，形成电流。
导体的导电性能主要取决于其电子的浓度和迁移率。
导体具有低电阻和高导电性的特点。
常见的导体材料有金属，如铜、铝和铁等。
由于导体的导电性能好，因此广泛应用于电力输配、电子器件和电路等领域。
例如，电线材料多采用铜线，因为铜具有良好的导电性能，可以减少能量损耗。
二、半导体半导体是一类介于导体和绝缘体之间的材料。
与导体相比，半导体的导电性能较差，但比绝缘体强。
半导体的导电性主要来源于其掺杂和温度的影响。
在纯净的半导体中，自由电子和空穴的浓度较低，几乎没有电流通过。
但通过掺杂可以改变半导体的导电性能。
掺杂是将少量的杂质原子引入半导体晶体中，改变其原子结构和电子能级分布。
掺杂分为n型和p型两种。
n型半导体的导电性主要来源于额外加入的自由电子，而p型半导体的导电性主要来源于额外加入的空穴。
半导体的导电性能还受温度的影响。
在常温下，半导体的导电性能较低。
但当温度升高时，半导体的导电性会增强。
这是因为温度升高会使半导体中的电子和空穴的激发增多，从而增加了导电性。
半导体广泛应用于电子器件和集成电路中。
例如，晶体管就是一种典型的半导体器件。
半导体材料的导电性能可以通过控制电场或电流来实现信号的放大、开关和整形等功能。
三、绝缘体绝缘体是一类具有很高电阻和几乎不导电的材料。
在绝缘体中，几乎没有自由电子可供移动。
绝缘体的导电性能主要取决于其材料的特性和结构。
绝缘体通常具有较高的电阻和绝缘性能，可以有效地阻止电流的流动。
绝缘体的导电性能可以通过控制温度和应力来改变。
绝缘体和导体的概念
绝缘体和导体的概念
绝缘体（Insulator）是指对电流流动具有较高阻抗的物质。
绝
缘体的电子结构使其内部的电子难以从一个原子或分子转移到另一个原子或分子，并且它们通常具有很高的电阻和低的电导率。
常见的绝缘体包括橡胶、塑料、陶瓷和玻璃等。
导体（Conductor）是指具有高电导率和低电阻的物质，能够
容易地传导电流。
导体的电子结构使得电子很容易从一个原子或分子跳跃到另一个。
常见的导体包括金属如铜、银和铁，以及某些液体和溶液。
绝缘体和导体的区别在于它们对电流的导电能力。
绝缘体几乎不允许电流通过，而导体能够轻易地传导电流。
这是由于电子的行为和能级结构所决定的。
绝缘体中的电子受束缚于各自的原子或分子中，而在导体中，电子可以自由地在原子之间移动。
这种区别在电子学和电路设计中具有重要意义。
例如，在电路中使用绝缘体可以防止电流泄漏和短路，而使用导体则可以确保电流的传导和连接。
1.1二极管
点接触型
1.1.2 二极管的主要参数
1．最大整流电流 I FM 二极管在室温下长期运行允许通过的最大正向平均电流。 2．最高反向工作电压 V RM 二极管正常工作时所允许外加的最大反向电压。 3．反向电流 I R 在二极管加反向电压而未击穿时的反向电流值。
作业：P31 一、填空题：1、2；二、判断题：1；三、选择题：2；五、综合题：1
半导体元件
⒈ 导体、半导体与绝缘体
⑴ 导体： 电阻率ρ＜10-6Ω· m；
⑵ 绝缘体：电阻率ρ＞108Ω· m； ⑶ 半导体：电阻率介于导体与绝缘体之间
如硅(Si)或锗(Ge)半导体。
2. P型半导体和N型半导体
⑴ 本征半导体。
纯净的半导体材料称为本征半导体。 本征半导体电导率低，为提高导电性能，需掺杂，形 成杂质半导体。 根据掺杂的物质不同，可分两种：
运载电荷的粒子称为载流子。 外加电场时，带负电的自由电 子和带正电的空穴均参与导电， 且运动方向相反。由于载流子数 目很少，故导电性很差。 温度升高，热运动加剧，载流 子浓度增大，导电性增强。 热力学温度0K时不导电。 载流子
为什么要将半导体变成导电性很差的本征半导体？
3、杂质半导体
1. N型半导体
多数载流子 空穴比未加杂质时的数目 多了？少了？为什么？ 杂质半导体主要靠多数载 流子导电。掺入杂质越多， 多子浓度越高，导电性越强， 实现导电性可控。 磷（P）
5
2. P型半导体
多数载流子
P型半导体主要靠空穴导电， 掺入杂质越多，空穴浓度越高， 导电性越强，
3
在杂质半导体中，温度变化时， 载流子的数目变化吗？少子与多 子变化的数目相同吗？少子与多 子浓度的变化相同吗？
硼（B）
电工电子学导体、绝缘体和半导体的能带论解释
绝缘体：禁带宽度一般都较宽， Eg >几个eV。 如－Al2O3： Eg~ 8 eV；NaCl： Eg~ 6 eV。
因此几乎所有杂质原子都处于基态。如果电子在与杂质的 散射中把能量交给杂质原子，电子能量将失去过多，以致 费米球内没有空态可以接纳它。因此，杂质散射所产生的 电阻与温度无关，它是T0时的电阻值，称为剩余电阻。
通常，可用室温电阻率与
(0)之比R来表征样品的纯度。 如： (0)＝1.710－9(cm)的Cu
+ ev k B
e + ev k B 为正电荷e在电磁场中所受的力。
所以，在有电磁场存在时，近满带的电流变化就如同 一个带正电荷e，具有正有效质量m*的粒子一样。
结论：当满带顶附近有空状态k时，整个能带中的电流 以及电流在外电磁场作用下的变化，完全如同一个带正 电荷e，具有正有效质量m*和速度v(k)的粒子的情况一 样。我们将这种假想的粒子称为空穴。
禁带宽度是半导体的一个重要特征参量，其大小主要决定于半 导体的能带结构，即与晶体结构和原子的结合性质等有关。
半导体价带中的大量电子都是价键上的电子（称为价电子）， 不能够导电，即不是载流子。只有当价电子跃迁到导带（即本 征激发）而产生出自由电子和自由空穴后，才能够导电。空穴 实际上也就是价电子跃迁到导带以后所留下的价键空位（一个 空穴的运动就等效于一大群价电子的运动）。因此，禁带宽度 的大小实际上是反映了价电子被束缚强弱程度的一个物理量， 也就是产生本征激发所需要的最小能量。
电的导体和绝缘体
电的导体和绝缘体导体和绝缘体是电学中常见的两个概念，它们在电学现象和应用中起着重要的作用。
导体具有良好的电导性质，能够有效传导电流；而绝缘体则具有较高的电阻性质，不能有效传导电流。
本文将详细介绍导体和绝缘体的特点和应用，并探讨它们在电路和电器设备中的差异。
导体的特点与应用导体指的是具有良好电导性的物质，它能够容易地传导电流。
1. 特点：导体的主要特点是其电阻较低，外加电压下能够产生大量的电流。
这是由于导体内部存在大量自由电子，它们能够在电场的作用下自由移动，从而有效地传导电流。
另外，导体通常具有良好的热导性，能够有效地传导热量，因此常用于制造散热器等具有导热功能的设备。
2. 应用：导体广泛应用于电路和电器设备中。
例如，铜是一种常见的导体材料，在电线、电缆和连接器中广泛使用。
此外，铝、银、金等金属也常被用作导体材料。
绝缘体的特点与应用绝缘体指的是电阻较高的物质，它具有良好的绝缘性能，不能有效地传导电流。
1. 特点：绝缘体的主要特点是其电阻较高，外加电压下只能产生微弱的漏电流。
这是由于绝缘体中的电子处于固定位置，并无法自由移动，因此无法有效地传导电流。
此外，绝缘体通常具有较低的热导性，能够有效地阻止热量的传导，因此常用作绝缘材料来保护电路和电器设备。
2. 应用：绝缘体在电路和电器设备中扮演着重要的角色。
例如，在电线和电缆中，通常会采用绝缘材料对导体进行包裹，以防止电流的漏电和引起触电事故。
绝缘材料如塑料、橡胶等都广泛用于绝缘线缆、插头插座等产品中。
导体与绝缘体的区别导体和绝缘体通常在电学特性和应用场景上有明显的差异。
1. 电学特性：导体具有较低的电阻，能够有效传导电流。
绝缘体具有较高的电阻，不能有效传导电流。
2. 自由电子：导体中存在大量自由电子，它们能够在电场作用下自由移动。
绝缘体中的电子处于固定位置，无法自由移动。
3. 应用场景：导体常用于电路中的导线、连接器等部件，以便传导电流。
绝缘体常用于电路中的绝缘材料，用于包裹和保护导体，防止电流的漏电和触电事故。
常识备考：生活中常见的导体、半导体和绝缘体有哪些
常识备考：生活中常见的导体、半导体和绝缘体有哪些？关于导体、半导体和绝缘体的知识点在事业单位公共基础知识的考题中出现过，在事业单位联考的常识题目中也时常会涉及。
例如在山西的事业单位考试中曾经考查过这样的一道题目：锗、硅、硒电阻率受外界条件影响极大，在电子技术和无线电技术中有广泛应用，这样的材料属于( )。
A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体此题的考点就是导体、半导体和绝缘体的类型和应用，而题目中的锗、硅、硒都属于半导体。
今天，小编就来给大家梳理一下生活中常见的导体、半导体和绝缘体。
考点1：生活中常见的导体一、什么是导体导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。
导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。
在外电场作用下，载流子作定向运动，形成明显的电流。
二、常见的导体金属是最常见的一类导体，例如铝、铁、铜、银等，大部分金属都是导体。
金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚，而成为自由电子，留下的正离子（原子实）形成规则的点阵。
金属中自由电子的浓度很大，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。
金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。
在极低温度下，某些金属与合金的电阻率将消失而转化为“超导体”。
第二类常见的导体是电解质的溶液，例如酸、碱、盐水溶液。
其载流子是正负离子。
实验发现，大部分纯液体虽然也能离解，但离解程度很小，因而不是导体。
电离的气体也能导电，被称为气体导体，其中的载流子是电子和正负离子。
通常情形下，气体是良好的绝缘体。
如果借助于外界原因，如加热或用X 射线、γ射线或紫外线照射，可使气体分子离解，因而电离的气体便成为导体。
生活中人们常用的物品，例如图钉、钢尺、铝条、铜线、水壶、回形针、钥匙、铅笔芯等都是导体。
石墨、水、人体、大地、湿木等等也都是常见的导体。
考点2：生活中常见的绝缘体一、什么是绝缘体不善于传导电流的物质称为绝缘体，绝缘体又称为电介质。
它们的电阻率极高。
绝缘体和导体，没有绝对的界限。
固体物理学：5-3 导体、绝缘体和半导体的能带论解释
B]}
电子加速度
16
近满带电流变化
—— 正电荷q在电磁场中受到的力 电磁场中近满带电流的变化等同于 一个带正电q具 有正有效质量m*的粒子
17
结 论：
当满带顶附近有空状态 时，满带产生的电流
以及电流在外电磁场中的变化，相当于一个带正电
量为q，正质量m*、速度
的粒子，这样一个
假想的粒子称为空穴。
以上分析说明，一个晶体是否为导体，取决于电子在能带中的 分布情况，关键在于它是否具有不满的能带。 原子结合成晶体后，原子的能级转化为相应的能带。原子内层 电子能级是充满的，相应的内层能带也是满带，是不导电的。 所以，晶体是否导电取决于与价电子能级对应的价带是否被电 子充满。由于每个能带可容纳2N个电子，N是晶体原胞数目， 因此价带是否被电子填满取决于每个原胞(固体物理学原胞)所 含的价电子数目，以及能带是否有交叠。 例如： Li、Na、K等碱金属元素，是半满带导体。 二价元素Ba、Mg、Zn等是重叠带导体。 金刚石，每个原胞有两个原子共8个电子，能带又不重叠，所 以是典型的绝缘体。
—— 状态和
状态中电子的速度大小相等、方向相反
3
1) 在无外场时 和 状态电子的速度大小相等、方向相反
每个电子产生的电流
对电流的贡献相互抵消
热平衡状态下，电子占据 波矢为 的状态和占据波矢 为 的状态的几率相等
结论:无外场时晶体中的满 带不产生电流（不能 形成宏 观电流）
4
2) 在有外场 作用时
固体中导带底部少量电子引起的导电，称为电子导电
性。固体中满带顶部缺少一些电子引起的导电，称为
空穴导电性。满带中的少量电子激发到导带中，产生
的本征导电是由相同数目的电子和空穴构成的，称为
中考物力知识点导体半导体绝缘体
中考物力知识点导体半导体绝缘体导体、半导体和绝缘体是物质的三种基本分类。
它们的区别在于电子的导电性能。
下面是关于导体、半导体和绝缘体的知识点，详细解释了它们的特点和应用。
一、导体：1.定义：导体是指能够自由传导电荷的物质。
通常是金属，如铜、铝等。
2.特点：导体中的自由电子非常多，它们在电场的作用下能够自由移动，形成电流。
导体具有低电阻和高导电性能。
3.应用：导体广泛应用于电线、电路等领域。
二、半导体：1.定义：半导体是指其电阻介于导体和绝缘体之间的物质。
典型的半导体材料有硅和锗等。
2.特点：半导体中的自由电子数量比导体少，但又较绝缘体多。
半导体的电导率在温度和掺杂等条件下可以变化。
在零度绝对温度下，半导体行为更接近于绝缘体；在高温下，它行为更接近于导体。
3.应用：半导体广泛应用于电子技术领域，如集成电路、光电器件、太阳能电池等。
三、绝缘体：1.定义：绝缘体是指其电导率非常低，几乎不导电的物质。
典型的绝缘体材料有橡胶、塑料、玻璃等。
2.特点：绝缘体中的自由电子数量非常少，不能在电场的作用下自由移动，因此不能形成电流。
3.应用：绝缘体广泛应用于电气绝缘、绝缘材料等领域。
四、导体、半导体和绝缘体的比较：1.自由电子数量：导体中自由电子数量最多，半导体中自由电子数量较少，绝缘体中自由电子数量非常少。
2.电导率：导体具有最高的电导率，半导体次之，绝缘体的电导率最低。
3.电子移动性：导体中的自由电子能够自由移动，半导体中的电子必须借助温度或掺杂等条件才能移动，而绝缘体中的电子无法移动。
4.应用范围：导体广泛应用于电路、电线等领域；半导体广泛应用于电子技术领域；绝缘体广泛应用于电气绝缘等领域。
总结：导体、半导体和绝缘体是物质的三种基本分类。
导体具有高电导率和低电阻，能够自由传导电荷；半导体介于导体和绝缘体之间，电导率可变，广泛应用于电子技术领域；绝缘体具有极低的电导率，广泛应用于电气绝缘等领域。
对于理解电路原理、电子器件和材料的性能，了解导体、半导体和绝缘体的特点非常重要。
导体、绝缘体、半导体的区别及应用
导体、绝缘体、半导体的区别及应用导体导电性好,可做导线.绝缘体一般不导电,可做导线包皮.半导体导电性介于两者之间,用半导体材料制成的二极管具有单向导电性,可用于整流,也可判断电流方向.
各种物体对电流的通过有着不同的阻碍能力，这种不同的物体允许电流通过的能力叫做物体的导电性能。
通常把电阻系数小的（电阻系数的范围约在0.01~1欧毫米/米）、导电性能好的物体叫做导体。
例如：银、铜、铝是良导体；
含有杂质的水、人体、潮湿的树木、钢筋混凝土电杆、墙壁、大地等，也是导体，但不是良导体。
电阻系数很大的（电阻系数的范围约为10~10欧姆·毫米/米）、导电性能很差的物体叫做绝缘体。
例如：陶瓷、云母、玻璃、橡胶、塑料、电木、纸、棉纱、树脂等物体，以及干燥的木材等都是绝缘体（也叫电介质）。
导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体。
例如：硅、锗、硒、氧化铜等都是半导体。
半导体在电子技术领域应用越来越广泛。
导体、绝缘体与半导体初步区分
导体、绝缘体与半导体初步区分在物理学和材料科学领域，导体、绝缘体和半导体是三种基本分类，它们在电子传导和能级结构中具有明显的差异。
本文将初步区分这三种类型的材料，探讨它们的特性、应用和区别。
导体导体是一类能够容易传导电流的材料。
在导体中，电子可以自由移动，在外加电压下形成电流。
金属是最常见的导体，因为金属内部存在着大量的自由电子，使得电荷得以自由传导。
此外，一些导体如铜、铝等也被广泛应用于电气导线和电路中，用于传输电力或信号。
特性•电子自由度高•低电阻•电荷容易传导•一般具有金属光泽应用•电气导线•电路元件•传感器绝缘体绝缘体是一类不易传导电流的材料。
在绝缘体中，电子运动受限，难以形成电流。
绝缘体的电阻较大，不易导电，因此通常用作绝缘材料，在电器和电子设备中用于阻止电流外泄或干扰。
特性•电子自由度低•高电阻•电荷难以传导•一般不具有金属光泽应用•绝缘包覆•绝缘材料•电缆绝缘半导体半导体介于导体和绝缘体之间的一类材料。
半导体的电导率介于导体和绝缘体之间，可以通过控制外界条件（如温度、掺杂等）来调节电导率。
半导体在电子学领域有广泛应用，如半导体器件、光电子器件等。
特性•电导率介于导体和绝缘体之间•外部条件可调节电导率•半导体器件种类繁多•具有光电等性质应用•集成电路•光电二极管•太阳能电池总的来说，导体、绝缘体和半导体是三种基本材料类型，它们分别具有不同的电导率、应用和特性。
通过初步区分这三类材料，我们可以更好地理解电子传导和材料科学的基本原理。
导体绝缘体半导体
导体绝缘体半导体介绍
导体、绝缘体和半导体是固体材料的三种基本分类，它们在电学和电子学中扮演不同的角色。
以下是它们的介绍：
1. 导体（Conductor）：
-导体是那些能够轻松传导电流的物质。
它们通常具有大量自由电子，这些自由电子可以在材料内自由移动，携带电流。
-常见的导体包括金属，如铜、铝、铁等。
金属中的自由电子可以在电场的作用下形成电流。
-导体的电阻很低，电流可以在其内部自由流动，因此用于制造导线、电缆等。
2. 绝缘体（Insulator）：
-绝缘体是那些电流很难通过的材料，它们具有非常高的电阻。
-绝缘体的电子几乎不会自由移动，因此电流难以在其内部流通。
-一些常见的绝缘体包括塑料、橡胶、玻璃等。
它们通常用于电线绝缘、电子设备的外壳等，以防止电流泄漏和电击。
3. 半导体（Semiconductor）：
-半导体是介于导体和绝缘体之间的材料。
它们的电阻介于导体和绝缘体之间，电子运动的自由度比绝缘体高，但不如导体。
-半导体的电导率可以通过控制温度或添加杂质（掺杂）来调节。
这使得半导体在不同应用中非常有用。
-常见的半导体材料包括硅（Silicon）和锗（Germanium）。
它们在电子器件中广泛应用，如晶体管、集成电路（IC）和太阳能电池。
总结，导体、绝缘体和半导体是根据它们的电导率特性而分类的材料。
导体能够轻松传导电流，绝缘体电阻很高，电流难以通过，而半导体介于两者之间，并具有可调节电导率的特性。
这些材料在电子工程、电子设备和能源产业中发挥着不同的作用。
电工基本知识-导体、绝缘体和半导体
导体、绝缘体和半导体
大家知道，金属、石墨和电解液具有良好的导电性能，这些有良好导电性能的材料
称为导体。
如电线是用铜或铝制成的，因为它们有很强的导电性和良好的延展性。金属的导电
性能由强到弱的顺序为：银、铜、金、铝、锌、铂、锡、铁、铅、汞。居第一位的银，但因
也不是绝对的，在一定条件下可以相互转化。例如玻璃在常温下是绝缘体，高温时就转变为
导体。
此外，还有一些物质，如硅、锗、硒等，其原子的最外层电子既不象金属那样容易
挣脱原子核的束缚而成为自由电子，也不象绝缘体那样受到原子核的紧紧束缚，这就决定了
这类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间，并且随着外界条件及掺入微量杂质而显著改变
这类物质称为半导体。
怎样正确使用钳形电流表
1 测量前，应先检查钳形铁心的橡胶绝缘是否完好无损。钳口应清洁、无锈，闭合后无明显的缝隙。
2 测量时，应先估计被测电流大小，选择适当量程。若无法估计，可先选较大量程，然后逐档减少，转换到合适的档位。转换量程档位时，必须在不带电情况下或者在钳口张开情况下进行，以免损坏仪表。
其产量少、价格贵，只在某些电气元件中少量用到。
石墨有良好的导电性，硬度低，在空气中不燃烧，是制造电极和碳刷的好材料。
金属和石墨所以具有良好的导电性，是因为它们中存在大量自由电子，。酸、碱和
盐类的熔化液也能导电。这些溶解于水或在熔化状态下能导电的物质叫电解质。电解质和水
分子相互作用，能在溶液中分离为正离子和负离子，这些正、负离子能自由活动，形成导电
溶液。如包在电线外面的橡胶、塑料都是不导电的物质，成为绝缘体。常用的绝缘体材料还
有陶瓷、云母、胶木、硅胶、绝缘纸和绝缘油等，空气也是良好的绝缘物质。
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导体、 6.7 导体、半导体与绝缘体
第六章 能带理论
• 可以证明，缺少一个电子的能带所产生的电流与 可以证明， 一个带正电荷的载流子以速度 v(k ) 运动时所产生 的电流相同。这样， 的电流相同。这样，缺少一个电子的能带其所有 2N-1个电子对电流的贡献便可以归结为一个带 个电子对电流的贡献便可以归结为一个带 正电荷e的空穴的贡献 的空穴的贡献。 正电荷 的空穴的贡献。可以把空穴看成具有正 有效质量 m ∗ h (k ) 的准粒子。
• 既然满带电子不导电只有不满带电子才有 导电性， 导电性，所以根据能带结构及其填充情况 就可以判断晶体是否为导体。 就可以判断晶体是否为导体。当原子结合 成晶体后， 成晶体后，原子的内层满壳层电子将填满 相应的一系列能带， 相应的一系列能带，这些电子的数量虽然 很大，但不参与导电， 很大，但不参与导电，只须考虑外层价
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导体、 6.7 导体、半导体与绝缘体
第六章 能带理论
二 能带理论的局限性
• 不能解释超导，铁磁性等，即使在判断晶体是否是导体时， 不能解释超导，铁磁性等，即使在判断晶体是否是导体时， 也不是所有情况下都是正确的，在一些过渡金属的氧化物， 也不是所有情况下都是正确的，在一些过渡金属的氧化物， 如 • Mn2+O2-,Fe2+O2-,Co2+O2-,Ni2+O2• 其中：Mn2+， 3d5;Fe2+ , 3d6;Co2+ 3d7;Ni2+, 其中： 3d8 ;O2-, 2p6 • 它们的晶体结构都是 它们的晶体结构都是NaCl结构，过渡金属离子的 能带是 结构， 结构 过渡金属离子的3d能带是 不满的， 能带是填满的， 不满的，O2-的2p能带是填满的，按能带理论，这些氧化物 能带是填满的 按能带理论， 应该是导体，但实验发现它们是绝缘体（或半导体）， ），但对 应该是导体，但实验发现它们是绝缘体（或半导体），但对 于Ti2+O2-和V2+O2-，Ti2+（3d2）， 2+（3d3）， ），V ），3d ）， ）， 带不满，实验发现是导体，与能带理论的结论一致。可见， 带不满，实验发现是导体，与能带理论的结论一致。可见， 根据能带是否填满不足以正确判断这类氧化物的导电性， 根据能带是否填满不足以正确判断这类氧化物的导电性，对 于更复杂的过渡金属氧化物和其它化合物也有类似的情况， 于更复杂的过渡金属氧化物和其它化合物也有类似的情况， 这说明能带理论是有局限性的。 这说明能带理论是有局限性的。
第六章 能带理论
§6.7.1 能带的填充与导电性
由于 E (k ) 是
k
的周期函数
布里渊区中空出的部分与离开的部分相同 整个能带中电子分布情况实际上没有变化 结论 因此满带在电场作用下不导电 因此满带在电场作用下不导电
2
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第六章 能带理论
如果能带不满，只有部分状态被电子占据，则在电场作用下， 如果能带不满，只有部分状态被电子占据，则在电场作用下， 整个电子分布向电场反方向移动， 整个电子分布向电场反方向移动， 如下图，这时沿电场正、反方向运动的电子数不相等， 如下图，这时沿电场正、反方向运动的电子数不相等， 破坏了原来的对称分布，总的电流不为零，所以不满带可以导电 不满带可以导电。 破坏了原来的对称分布，总的电流不为零，所以不满带可以导电。
第六章 能带理论
5画图说明导体、半导体和绝缘体能 画图说明导体、半导体和绝缘体能 带结构的基本特征 带结构的基本特征
• 解：在导体中，除去完全充满的一系列能带外，还有只是 在导体中，除去完全充满的一系列能带外， 部分地被电子填充的能带，后者可以起导电作用， 部分地被电子填充的能带，后者可以起导电作用，称为导 带。 • 在半导体中，由于能量最高的满带与上面的空带没有重叠 在半导体中，由于能量最高的满带与上面的空带没有重叠 能量最高的满带与上面的空带没有重叠, 但禁带宽度Eg小,存在一定的杂质 存在一定的杂质， 但禁带宽度Eg小,存在一定的杂质，或由于热激发使导带 中存有少数电子，或满带中缺了少数电子， 中存有少数电子，或满带中缺了少数电子，从而导致一定 的导电性。 的导电性。 • 在绝缘体中，电子恰好填满了最低的一系列能带，再高的 在绝缘体中，电子恰好填满了最低的一系列能带， 各带全部都是空的，所有被电子填充的能带都是满带， 各带全部都是空的，所有被电子填充的能带都是满带，能 量最高的满带与上面的空带没有重叠,禁带宽度 禁带宽度Eg较宽 量最高的满带与上面的空带没有重叠 禁带宽度 较宽 ~ 3 eV 以上 由于满带不产生电流，所以尽管存在很多 以上.由于满带不产生电流 由于满带不产生电流， 电子，并不导电。 电子，并不导电。
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导体、 6.7 导体、半导体与绝缘体
第六章 能带理论
§6.7.2 电子与空穴
• 只有不满的能带才有导电的功能，其电流 只有不满的能带才有导电的功能， 的载流子自然是电子。 的载流子自然是电子。但当一个能带只含 有少量的空状态而大部分状态被电子占据 我们称这些空状态为空穴。 称这些空状态为空穴 时，我们称这些空状态为空穴。为描述这 种近满能带的导电性， 种近满能带的导电性，通常不用其中的大 量电子而用少量的空穴， 量电子而用少量的空穴，可以使问题大为 简化也更为直观。 简化也更为直观
电子的能带填充情况就可以判断晶体 的导电性。
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第六章 能带理论
• [1] 能量最高的满带与最低的空带有重叠， 能量最高的满带与最低的空带有重叠， 结果两个能带都不满，晶体仍是导体 导体。 结果两个能带都不满，晶体仍是导体。 • [2] 能量最高的满带与最低的空带没有重 被禁带分开，这种晶体是绝缘体 绝缘体或 叠，被禁带分开，这种晶体是绝缘体或半 导体。 导体。
n∝e
− E g / k BT
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导体、 6.7 导体、半导体与绝缘体 电阻率
第六章 能带理论
ρ
金属
金属电阻率随 上升而增大 金属电阻率随T上升而增大 电阻率
半导体 半导体的电阻率即温度上升而下降 半导体的电阻率即温度上升而
T
总的说来，导体与半导体的区别最关键的因素是能带结构不同。 总的说来，导体与半导体的区别最关键的因素是能带结构不同。
导体、 6.7 导体、半导体与绝缘体
第六章 能带理论
§6.7 导体、半导体与绝缘体 导体、
• 根据能带结构及电子的填充情况可以说明 为什么晶体可以区分为导体、 为什么晶体可以区分为导体、半导体与绝 缘体，这是能带理论的巨大成就。 缘体，这是能带理论的巨大成就。
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、半导体与绝缘体的能带模型 图 导体、 导体 导带 导带 EF
部分 填充 能带
最低的空带
Eg 价带 价带
最高的满带
EF
满带
导体A 导体
半导体B 半导体
绝缘体C 绝缘体
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• 因此，晶体中的载流子除电子外还可以有 因此，晶体中的载流子除电子 电子外还可以有 空穴，既可以单独存在也可以同时存在 单独存在也可以同时存在。 空穴，既可以单独存在也可以同时存在。
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第六章 能带理论
§6.7.3导体、半导体与绝缘体的区分 6.7.3导体 导体、
E
E
K
K
V
V
K K
P125-图6.11 电场作用下不满带中的电子分布示意图 图
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第六章 能带理论
• 排了电子但未排满的称为未(不)满带 排了电子但未排满的称为未 不 满带 • 未排电子的称为空带。 未排电子的称为空带 空带。 • 两个能带之间的禁带是不能排电子的。 两个能带之间的禁带是不能排电子的。 禁带是不能排电子的 • [1]满带不导电 [1]满带不导电 • [2]不满能带才有导电性 不满能 不满
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第六章 能带理论
• 导体，在外电场的作用下，大量共有化电子很易 导体，在外电场的作用下， 获得能量，集体定向流动形成电流。 获得能量，集体定向流动形成电流。 • 绝缘体：在外电场的作用下，共有化电子很难接 绝缘体：在外电场的作用下， 受外电场的能量，所以形不成电流。 受外电场的能量，所以形不成电流。从能级图上 来看， 来看，是因为满带与空带之间有一个较宽的禁带 ），共有化电子很难从低能级 （Eg 约3～6 eV），共有化电子很难从低能级 ～ ）， 满带）跃迁到高能级（空带）上去。 （满带）跃迁到高能级（空带）上去。 • 半导体：的能带结构 满带与空带之间也是禁带， 半导体：的能带结构,满带与空带之间也是禁带 满带与空带之间也是禁带， 但是禁带很窄（ 但是禁带很窄（E g 约3 eV以下 )。 以下 。
第六章 能带理论
导体与半导体的区别
• 在金属导体中，载流子一般为电子，一般 在金属导体中，载流子一般为电子， 载流子的浓度n是确定的与温度无关。 是确定的与温度无关 载流子的浓度 是确定的与温度无关。 • 而在半导体中，在绝对零度下没有载流子， 而在半导体中，在绝对零度下没有载流子， 只有在T≠0时，由于热激发，导带中才有 只有在 时 由于热激发， 电子，同时价带中出现空穴， 电子，同时价带中出现空穴，所以载流子 的浓度n与温度密切相关 一般随T按指数 与温度密切相关， 的浓度 与温度密切相关，一般随 按指数 规律变化