半導體器件和技術/載流子
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載流子，顧名思義即是運載電流的粒子。在導體中，只有自由電子這一種載流子進行導電；而在半導體中有兩種載流子，即自由電子和電洞，這是半導體導電的特殊性質。
自由電子和電洞
編輯自由電子
編輯在常溫下，本徵半導體中有極少數的價電子因熱運動獲得足夠能量，從而掙脫共價鍵的束縛成為自由電子。若在本徵半導體兩端加一電場，則自由電子將會產生定向移動，形成電子電流。
電洞
編輯電子掙脫共價鍵的束縛後，會在共價鍵留下一個空位置，稱為電洞。原子失掉一個價電子而帶正電，可說電洞帶正電。在本徵半導體中，自由電子和電洞成對出現。若在本徵半導體兩端加一電場，則價電子將按一定的方向填補電洞，即電洞產生定向移動，形成電洞電流。本徵半導體中自由電子和電洞所帶電荷的極性不同，所以它們的運動方向相反，本徵半導體中的電流是兩個電流之和。
本徵半導體中載流子的濃度
編輯- 本徵激發：在熱激發下，半導體產生自由電子和電洞的現象。
- 複合：自由電子在運動過程中遇到電洞並填補電洞，使兩者同時消失。
在一定溫度下，由本徵激發產生的自由電子和電洞對與複合的自由電子與電洞對數目相等，達到動態平衡。換言之，在一定溫度下，本徵半導體中的載流子濃度是一定的，並且自由電子和電洞的濃度相等。 當環境溫度升高時，熱運動加劇，掙脫共價鍵束縛的自由電子增多，電洞也增多，載流子濃度升高，使導電性增強。反之，載流子濃度降低，導電能力變差。
本徵半導體的載流子濃度是關於環境溫度的函數：
在上式中， 和 分別表示自由電子和電洞的濃度（ ）， 為熱力學溫度， 為玻爾茲曼常數（ ）， 為熱力學零度時破壞共價鍵所需的能量，又稱禁頻寬度，（矽為 ，鍺為 ）， 是與半導體材料載流子有效能級密度有關的常量（矽為 ，鍺為 ）。從上式中可以看出，當 時，自由電子與電洞的濃度均為零，本徵半導體成為絕緣體；當溫度升高時，本徵半導體載流子的濃度近似按指數曲線升高。在常溫下，即 時，矽材料的本徵載流子濃度 ，鍺材料的本徵載流子濃度 。
