The band gap in diamond is 580 kJ/m

The band gap in diamond is 580 kJ/mol-so large that electrons are trapped in Giled valence band and cannot make the transition to the conduction band, even at elevated temperatures. Thus, it is not possible to create positive "holes," and dia- mond is an insulator, a nonconductor. Silicon and germanium have much smaller band gaps, 106 kJ/mol for silicon and 68 kJ/mol for germanium. As a result they are semiconductors. These elements can conduct a small current because thermal energy is sufficient to promote a few electrons from the valence band across the band gap to the conduction band (Figure 12.17). Conduction then occurs when the electrons in the conduction band migrate in one direction and the positive holes in the valence band migrate in the opposite direction. Pure silicon and germanium are called intrinsic semiconductors, with the name referring to the fact that this is an intrinsic or naturally occurring property of the pure material. In intrinsic semiconductors, the number of electrons in the conduc- tion band is determined by the temperature and the magnitude of the band gap. The smaller the band gap, the smaller the energy required to promote a significant num- ber of electrons. As the temperature increases, more electrons are promoted into the conduction band, and a higher conductivity results. There are also extrinsic semiconductors. The conductivity of these materials is controlled by adding small numbers of different atoms (typically 1 in 106 to 1 in 108) called dopants. That is, the characteristics of semiconductors can be changed by altering their chemical makeup. Suppose a few silicon atoms in the silicon lattice are replaced by aluminum atoms (or atoms of some other Group 3A element). Aluminum has only three valence elec- trons, whereas silicon has four. Four Si-Al bonds are created per aluminum atom in the lattice, but these bonds must be deficient in electrons. According to band theory, the Si-Al bonds form a discrete but empty band at an energy level higher than the valence band but lower than the conduction band. This level is referred to as an ac- ceptor level because it can accept electrons from the valence band, The gap between the valence band and the acceptor level is usually quite small, so electrons can be promoted readily to the acceptor level. The positive holes created in the valence band are able to move under the influence of an electric potential, so current results from the hole mobility. Because positive holes are created in an aluminum-doped semicon- ductor, this is called a p-type semiconductor (Figure 12.17b, left).

結果 (繁體中文) 1:

在金剛石中的帶隙為580千焦/摩爾，如此之大，電子被俘獲在Giled價帶和不能使過渡到導帶中，即使在高溫下。因此，不可能產生積極的“洞”，並且直徑 - 蒙德是絕緣體，非導體。矽和鍺具有小得多的帶隙，對於矽106千焦/摩爾和鍺68千焦/摩爾。因此，他們是半導體。因為熱能足以促進從跨越帶隙的價帶與導帶幾個電子（圖12.17）這些元素可以進行小電流。然後傳導時發生的電子在導帶中遷移一個方向和在相反方向上價帶遷移的正空穴。純矽和鍺被稱為本徵半導體，具有名稱指的是事實，這是純的材料的固有或天然存在的屬性。在本徵半導體，電子在傳導並不帶中的數量由溫度和的帶隙的大小來確定。的帶隙要小，以促進電子的數量 - 顯著BER所需的能量越小。隨著溫度的升高，更多的電子被提升到導帶，和一個更高的導電率的結果。也有雜質半導體。這些材料的導電性是通過將不同的原子的少數（典型地在1至106 1的108）稱為摻雜劑來控制。也就是說，半導體的特性可以通過改變其化學組成發生變化。假設在矽晶格幾個矽原子被鋁原子（或一些其他第3A族元素的原子）取代。鋁只有三個價球閥+ trons，而矽有四個。四的Si-Al鍵的每鋁原子創建的格子，但這些鍵必須在電子缺陷。據帶理論，在Si-Al鍵在比價帶的能級高形成離散但空波段，但比導帶降低。這個電平被稱為受體的水平，因為它可以接受從價帶的電子，在價帶和受主能級之間的間隙通常相當小，所以電子可以容易地提升到受主能級。在價帶中產生的正空穴能夠電勢的影響下移動，從空穴的遷移率，從而電流的結果。因為正空穴在鋁摻雜的半導體創建的，這被稱為p型半導體（圖12.17b，左）。

結果 (繁體中文) 2:

鑽石中的帶隙為 580 kJ/mol，其大小使電子被困在鍍金價帶中，即使在高溫下也無法過渡到傳導帶。因此，不可能創建正的"孔"，直徑是絕緣體，非導體。矽和鈦的帶隙要小得多，106 kJ/mol 用於矽，68 kJ/mol 用於鈦。因此，它們是半導體。這些元件可以傳導小電流，因為熱能足以將幾個電子從帶隙的價帶提升到傳導帶（圖12.17）。然後，當傳導帶中的電子向一個方向遷移，而價帶中的正孔向相反方向遷移時，就會發生傳導。純矽和鈦稱為內在半導體，其名稱是指這是純材料的內在或自然產生的特性。在固有半導體中，器件帶中的電子數量由溫度和帶隙的大小決定。帶隙越小，促進電子顯著數-ber所需的能量就越小。隨著溫度的升高，更多的電子被提升到傳導帶中，並且產生更高的導電性。也有外在半導體。這些材料的電導率是通過添加少量不同原子（通常106比108）來控制的，也就是說，半導體的特性可以通過改變其化學成分來改變。假設矽晶格中的一些矽原子被鋁原子（或其他3A組元素的原子）所取代。鋁只有三個價位，而矽有四個。晶格中每個鋁原子產生四個Si-Al鍵，但這些鍵必須缺乏電子。根據波段理論，Si-Al鍵在高於價帶但低於傳導帶的能量水準上形成離散但空波段。此電平稱為交流受體電平，因為它可以接受來自價帶的電子，價帶和受體水準之間的間隙通常相當小，因此電子可以容易地提升到接受者級別。價帶中產生的正孔能夠在電勢的影響下移動，因此電流產生於孔的流動性。由於正孔是在鋁摻雜的半孔導管中創建的，因此稱為 p 型半導體（圖 12.17b，左圖）。

結果 (繁體中文) 3:

金剛石中的能隙是580kj/mol，以至於電子被困在鍍金價帶中，即使在高溫下也無法向導帶轉變。囙此，不可能產生正的“空穴”，而dia-mond是一個絕緣體，一個非導體。矽和鍺具有更小的帶隙，矽為106kj/mol，鍺為68kj/mol。囙此它們是電晶體。這些元素可以傳導小電流，因為熱能足以將一些電子從價帶穿過帶隙提升到導帶（圖12.17）。當導帶中的電子向一個方向移動，而價帶中的正空穴向相反方向移動時，就會發生傳導。純矽和純鍺被稱為本征電晶體，其名稱是指這是純資料的本征或自然性質。在本征電晶體中，電導帶中的電子數由溫度和帶隙大小决定。帶隙越小，產生大量電子所需的能量就越小。隨著溫度的升高，更多的電子被推進到導帶中，從而產生更高的電導率。也有非本征電晶體。這些資料的導電性是通過添加少量稱為摻雜劑的不同原子（通常為1/106到1/108）來控制的。也就是說，電晶體的特性可以通過改變它們的化學組成來改變。假設矽晶格中的一些矽原子被鋁原子（或其他一些3A族元素的原子）取代。鋁只有三價電子，而矽只有四價電子。晶格中每個鋁原子產生四個矽鋁鍵，但這些鍵必須缺少電子。根據能帶理論，矽鋁鍵在高於價帶但低於導帶的能級上形成一個離散的空帶。這個能級被稱為ac-受體能級，因為它可以接受來自價帶的電子，價帶和受體能級之間的間隙通常很小，所以電子很容易被提升到受體能級。價帶中產生的正空穴在電勢的影響下能够移動，所以電流是空穴遷移率的結果。因為正空穴是在摻鋁電晶體中產生的，所以這叫做p型電晶體（圖12.17b，左）。