3 本征半导体的

例如在室温附近，纯硅的温度每升 高8K左右，本征载流子的浓度就增加约 一倍。而纯锗的温度每升高12K左右，本 征载流子的浓度就增加约一倍。当温度 足够高时，本征激发占主要地位，器件 将不能正常工作。因此，每一种半导体 材料制成的器件都有一定的极限工作温 度，超过这一温度后，器件就失效了。
硅器件的极限工作温度是520K左右。锗 的禁带宽度比硅小，锗的器件工作温度 比硅低，约为370K左右。砷化镓禁带宽 度比硅大，极限工作温度可高达720K左 右，适宜于制造大功率器件。
越大，本征载流子浓度 ni 越小。
ni
n0
p0
1
(NcNv ) 2
exp(
Eg 2k0T
)
——本征载流子浓度 Eg ：为禁带宽度
可见：
●●温对度同一一定 材时料，，Enig
大的材料，ni 小
随温度T按指数关系
上升
一定温度下，任何非简并半导体的热平衡载流子 的浓度的乘积对于该温度时的本征载流子的浓度的平
常用到的数据最好要记住 ：
300百度文库K时硅、锗、砷化镓的禁带宽度分别 为1.12ev，0.67ev，1.428ev。本征载流子浓
度分别为 1.51010 / cm3 、2.4 1013 / cm3 、
1.1107 / cm3 均为实验值。(P59表3-2)
3 本征半导体的载流子浓度
1、 本征半导体费米能级 在热平衡状态下，由于电子和空穴成
对产生，导带中的电子浓度应等于价带
中的空穴浓度 n0 ＝ p0，其负电荷与正
电荷相等，半导体是电中性的
2、 本征半导体的载流子浓度
本征载流子浓度与温度和价带宽度有关。 温度升高时，本征载流子浓度迅速增加；不同 的半导体材料，在同一温度下，禁带宽度 Eg
方，即 n0 p0 ni2 ，与所含杂质无关 。
而且，此式不仅适用于本征半导体材料，而且也 适用于非简并的杂质半导体材料。
半导体材料制成的器件都有一定的 极限工作温度，这个工作温度受本征载 流子浓度制约：一般半导体器件中，载 流子主要来源于杂质电离，而将本征激 发忽略不计。在本征载流子浓度没有超 过杂质电离所提供的载流子浓度的温度 范围，如果杂质全部电离，载流子浓度 是一定的，器件就能稳定工作。但是随 着温度的升高，本征载流子浓度迅速地 增加。