外电路如何产生空穴

关于电子电工技术中，半导体的本征激发，空穴怎么运动的？~

空穴：电子挣脱共价键的束缚，成为自由电子后留下的空位。
我做一个比喻：你可以把共价键想象成一个教室的桌椅和学生（每个位置都有学生），此时是一个稳定状态（没有运动的学生，也没有空桌椅，相当于不导电）。突然有一个学生离开了位置（把学生看做自由电子，此时有自由电子），这时候就有一个位置空出来（空位置相当于空穴）。为了把这个空位置填上，空位后面的人自动向前作（其实是后面的人前移，但是从前面观察，好像空位后移的效果），如此这样类推，就形成了空位移动。
空穴移动，是共价键中束缚电子（离开后面的座位，坐到前面空椅子的人）移动的后果。

电子和电流方向相反，过程可以这样描述 ：电子先进入n区，汇合n区自带的电子，在与内电场方向相反的外电场的作用下，打破扩散运动和内电场所构成的原有的动态平衡，一起做扩散运动，穿过pn节这个空乏区，扩散进p区，在p区确实发生了一些复合，但是p区的空穴数量有限，而电源提供的电流是源源不断的，只要电压大于死区电压 就可以不停地发生扩散，就能导通


以上是本人的理解，你还可以参考下面的资料

1 PN结的形成：
在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内电子很多而空穴很少，而P型区内空穴很多电子很少，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差别。这样，电子和空穴都要从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。于是，有一些电子要从N型区向P型区扩散，也有一些空穴要从P型区向N型区扩散。它们扩散的结果就使P区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子,N区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。半导体中的离子不能任意移动，因此不参与导电。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，就是所谓的PN结。扩散越强，空间电荷区越宽。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。在出现了空间电荷区以后，由于正负电荷之间的相互作用，在空间电荷区就形成了一个内电场，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。显然，这个电场的方向与载流子扩散运动的方向相反它是阻止扩散的。另一方面，这个电场将使N区的少数载流子空穴向P区漂移，使P区的少数载流子电子向N区漂移，漂移运动的方向正好与扩散运动的方向相反。从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区所失去的空穴，从P区漂移到N区的电子补充了原来交界面上N区所失去的电子，这就使空间电荷减少，因此，漂移运动的结果是使空间电荷区变窄。当漂移运动达到和扩散运动相等时，PN结便处于动态平衡状态。内电场促使少子漂移，阻止多子扩散。最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。
2 PN结的单向导电性
当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。
(1) PN结加正向电压时：
在正向电压的作用下，PN结的平衡状态被打破，P区中的多数载流子空穴和N区中的多数载流子电子都要向PN结移动，当P区空穴进入PN结后，就要和原来的一部分负离子中和，使P区的空间电荷量减少。同样，当N区电子进入PN结时，中和了部分正离子，使N区的空间电荷量减少，结果使PN结变窄，即耗尽区厚变薄，由于这时耗尽区中载流子增加，因而电阻减小。势垒降低使P区和N区中能越过这个势垒的多数载流子大大增加，形成扩散电流。在这种情况下，由少数载流了形成的漂移电流，其方向与扩散电流相反，和正向电流比较，其数值很小，可忽略不计。这时PN结内的电流由起支配地位的扩散电流所决定。在外电路上形成一个流入P区的电流，称为正向电流IF。当外加电压VF稍有变化（如O.1V），便能引起电流的显著变化，因此电流IF是随外加电压急速上升的。这时，正向的PN结表现为一个很小的电阻。在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。

望采纳 (∩_∩)

是啊，这个问题，在看模拟电子的时候，对于N型半导体，很好理解，因为掺杂是提供了自由电子，与金属导线连接的时候，自由电子流动，导电。

但是，如果是P型半导体，在外电场的作用下，价电子由杂乱的填坑运动，变为定向的填补空位的运动，形成电流，现在的问题是，当价电子作填坑运动到与金属导线接触点的时候，它是怎么跑到金属导线里面去了？因为在金属导线处，已经没有空位了，价电子已经不是那么容易的作填坑运动了，相当于在这个接触点处，在外电场的作用下，此处的空穴，已经被别人的价电子给填补了。想不明白的是，价电子在这个接触点处，是怎么跑到金属导线里面去的？（不是靠强电场击穿，把电子从共价键中强行拉出来；而是很顺利的导电，进入金属导线，为什么会这么顺利？？）
现有的几个回答，感觉还是没有把这个问题说明白，接着问一下！

我想你这个问题主要的误区在于，认为导带电子流走之后，为了维持电流，就需要从价带中把电子拉出来。那价带电子被拉完了呢？不是就没有电流了。
在半导体通电的过程中，我们现在只考虑电子，因为空穴的形成其实也是电子的运动，半导体两边通电后，电子在电场作用下朝电流反方向运动，形成的电流的都是导带中的电子，连接半导体的是金属连线或其它导线，会从阴极向半导体注入电子（金属连线的自由电子），电子在这个电流通路中顺序移动（与电流方向相反），在这个回路中，就只有这些导带中的自由电子在移动，不会去拉什么价带中的电子。
一般情况下，只有在温度升高的情况下，本征激发加剧，价带中会有更多的电子获得能量进入导带，电流会增大，其实这里也全是导带电子导电，只是因为温度而激发了一部分价带电子到导带。
说得有点啰嗦，希望表达清楚了。

恰恰不是正常共价键上的电子吧，掺杂后导电利用的就主要就是掺杂原子引入的没明确参与形成共价键的“孤独电子”，比如对于n型半导体来说，硅中掺入磷，磷本身五个价电子，有四个与硅结构成共价键，被束缚起来，还有一个价电子没人要了，相对没有束缚，二极管原理上用的就是后者这种电子和形成共价键的电子间的能量差别：PN结加上正向电压时，外加的这个电场帮助内建电场，结两侧的空穴电子进一步复合，这时导电靠的就是上述后者那种“游离”的，没有参与形成共价键的“多子”，这种多子稍加激发就能动起来；加上反向电压时，抵制内建电场，结两侧的空穴电子难以复合，“多子”只能各在两边自己玩，导电的工作是主要由那些被束缚起来的共价电子承担的，这些共价电子要想被激发，当然需要更高的能量，要么靠热运动整一丁点出来，要么被强电场来个击穿。

这个很容易，只要加上合适的电场，电场会在共价键里自动拉走电子，形成空穴的，这是很普通的物理现象。

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天心区13421378261： 外电路如何产生空穴 - ？
丙疤银翘： 是啊,这个问题,在看模拟电子的时候,对于N型半导体,很好理解,因为掺杂是提供了自由电子,与金属导线连接的时候,自由电子流动,导电.但是,如果是P型半导体,在外电场的作用下,价电子由杂乱的填坑运动,变为定向的填补空位...

天心区13421378261： 在电路中电子是怎么流过二极管的PN结的呢? - ？
丙疤银翘： 在PN结加正向电压时,P区为正,N区为负,N区多数载流子-电子在外电压电场的作用下通过PN结扩散到P区形成电子流,同样P区多数载流子-空穴也在电场的作用下扩散到N区形成空穴流,如果外电场存在,这种扩散运动就一直存在,在外电路中就形成了电流,因为我们规定电流的正方向是与电子的运动方向相反,所以是从P区流向N区,至于说电子与电子没有混合的概念,只是会有与空穴复合,有浓度大小的关系,电子堆积的多了,浓度就高,这也是PN结的扩散电容概念的基本出发解释.这么解释你能明白吧

天心区13421378261： ...半导体的本征激发,空穴怎么运动的?由于电子和空穴所带电荷的极性相反,它们的运动方向也是相反的,因此形成的电流方向是一致的,流过外电路的电... - ？
丙疤银翘：[答案] 空穴:电子挣脱共价键的束缚,成为自由电子后留下的空位.我做一个比喻:你可以把共价键想象成一个教室的桌椅和学生(每个位置都有学生),此时是一个稳定状态(没有运动的学生,也没有空桌椅,相当于不导电).突然有一个...

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