2-32　导体、半导体和绝缘体的能带有什么不同？

导体、半导体和绝缘体的能带如图2-14所示。

图2-14　导体、半导体和绝缘体的能带

在导体中，价带和导带是重叠的，它们之间没有禁带。价电子所在的能带中只有部分被电子填充，其余部分是空的。处于较高能级的价电子犹如自由电子，可以自由地运动，当这些电子在电场的作用下向着一个方向移动时就形成了电流。由于导体的价带和导带之间没有禁带，因此，即使在很低的温度下也会有大量电子参与导电，所以导体的电阻率很低。

半导体的价带填满了电子，在价带和导带之间有一个禁带。由于半导体的禁带较窄，所以在室温下，也会有一定数量的电子从价带跃迁到导带上，当导带上有了一定数量的电子后，这些电子在外电场的作用下就会导电。随着温度的升高，有很多的电子被激发到导带上，这就是半导体的导电能力会随着温度的升高而增加的原因。但是，由于半导体的价带和导带之间毕竟存在一个禁带，因而被激发到导带上去的电子是有限的，所以半导体的导电能力比导体差，即半导体的电阻率比导体的电阻率大。

绝缘体的价带也填满了电子，它的价带和导带之间也有一个禁带，但这个禁带要比半导体的禁带宽得多。在一般情况下，价带上的电子从热激发中得到的能量不足以使它激发到导带上，因此，绝缘体的导带上电子极少，因而绝缘体的导电能力极差，电阻率很大。