判断题
本征半导体内部电子和空穴的数量在任何情况下总是相等的。
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
本征半导体(Intrinsic Semiconductor)是指完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体。在本征半导体中,载流子(自由电子和空穴)的产生主要依赖于**本征激发**。
1. **成对产生机制**:
当温度高于绝对零度时,价带中的电子获得足够的能量跃迁到导带,成为自由电子。与此同时,在价带中留下一个空位,即空穴。这个过程称为“电子-空穴对”的产生。由于每一个自由电子的产生必然伴随着一个空穴的产生,因此从来源上看,电子和空穴是成对出现的。
2. **电中性要求**:
本征半导体整体呈电中性。在没有外部注入载流子(如光照、电注入)且没有掺杂杂质的情况下,为了维持电荷平衡,带负电的自由电子浓度($n$)必须等于带正电的空穴浓度($p$)。即:
$$ n = p = n_i $$
其中 $n_i$ 为本征载流子浓度。
3. **关于“任何情况”的说明**:
虽然温度变化会改变本征载流子浓度 $n_i$ 的大小(温度升高,$n_i$ 增大),但在热平衡状态下,只要半导体保持“本征”状态(未掺杂、无外界非平衡载流子注入),电子和空穴的数量始终相等。即使在外加电场作用下,虽然电子和空穴的漂移速度不同导致电流贡献不同,但其**数量浓度**在热平衡下依然保持相等。
因此,该说法是**正确**的。
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