截止電壓為什么是負(fù)數(shù)

截止電壓是指在半導(dǎo)體材料中，當(dāng)摻雜材料的濃度達(dá)到一定程度時(shí)，材料不再能夠有效地導(dǎo)電的電壓。而截止電壓為什么是負(fù)數(shù)呢？

首先，我們需要了解半導(dǎo)體材料的電子結(jié)構(gòu)。在純凈的半導(dǎo)體中，價(jià)帶和導(dǎo)帶之間存在一個(gè)能隙，能隙中沒(méi)有自由電子或空穴。但是，當(dāng)摻雜材料時(shí)，摻雜的雜質(zhì)原子會(huì)向半導(dǎo)體中注入額外的電子或空穴，從而改變它的電導(dǎo)率。

當(dāng)雜質(zhì)原子的濃度增加時(shí)，會(huì)發(fā)生以下兩種情況：

1. 雜質(zhì)原子的濃度過(guò)低，此時(shí)半導(dǎo)體的電導(dǎo)率非常低，電子和空穴的數(shù)量非常少，因此，截止電壓非常高，通常為正數(shù)。

2. 雜質(zhì)原子的濃度過(guò)高，此時(shí)半導(dǎo)體的電導(dǎo)率非常高，電子和空穴的數(shù)量非常多，因此，截止電壓非常低，通常為負(fù)數(shù)。

這是因?yàn)?，?dāng)雜質(zhì)原子的濃度過(guò)高時(shí)，會(huì)發(fā)生電子與空穴的復(fù)合效應(yīng)，即電子和空穴相遇并互相消失。這種復(fù)合效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體的電導(dǎo)率降低，從而截止電壓變?yōu)樨?fù)數(shù)。

綜上所述，截止電壓為負(fù)數(shù)是由于雜質(zhì)原子濃度過(guò)高，導(dǎo)致半導(dǎo)體中的電子與空穴發(fā)生復(fù)合效應(yīng)，電導(dǎo)率降低所致。