最後更新:2026年10月8日基礎概念半導體物理・晶體基礎中國大陸:空穴

電洞是什麼

Hole (Electron Hole)

電洞(hole)是半導體價帶中電子離開後留下的「電子空位」,其行為如同帶正電荷的粒子並傳導電流。當一個電子離開時,周圍的電子會接連移動來填補空位,結果電洞便朝與電子相反的方向移動。在 P 型半導體中,電洞為多數載子。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

電洞(hole)是半導體價帶中電子離開後留下的「電子空位」,其行為宛如帶正電荷的粒子並傳導電流。當一個電子離開時,周圍的電子會接連移動來填補空位,結果電洞便朝與電子相反的方向移動,形成電流。

電洞是 p 型半導體的多數載子,也是與電子共同負責半導體導電的2種載子之一。電洞的遷移率一般低於電子,因此 p 型 MOSFET 的運作比 n 型慢,CMOS 設計中需要設法補償此差異。

電洞的本質是「電子離開後的空位」,但若將大量電子接連填補空位而移動的集體行為,視為1個帶正電荷的虛擬粒子,便能簡潔地描述此現象。施加電場時,電洞朝與電子相反的方向移動,並對電流有所貢獻。

在矽中,電洞的遷移率約為 450cm²/V·s,小於電子(約 1,400cm²/V·s),因此以電洞為載子的 p 型 MOSFET 比 n 型更難流通電流。CMOS 電路會藉由加大 p 型電晶體的尺寸等方式來補償此差異。

電洞的常見問題

電洞(hole)是什麼?
半導體價帶中電子離開後留下的空位,其行為如同帶正電荷的粒子並傳導電流。它是 p 型半導體的多數載子。
電洞與電子有什麼不同?
電子是帶負電荷、在導帶中移動的真實粒子;電洞則是表現為正電荷的電子空位。兩者在電場中朝相反方向移動,但都對電流有所貢獻。
為什麼電洞的遷移率比電子低?
電洞是靠價帶內的電子接連移動來傳遞的,因此比在導帶中移動的自由電子更難移動,遷移率較低。因此 p 型 MOSFET 的運作比 n 型慢。

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