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P型半导体,也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。1特点半导体中有两种载流子:导带中的电子和价带中的空穴。 如果某一类型半导体的导电性主要依靠价带中的空穴,则该类型的半导体就称为P型半导体。 “P”表示正电的意思,取自英文Positive的第一个字母。在这类半导体中,参与导电的 (即电荷载体) 主要是带正电的空穴,这些空穴来自半导体中的受主。因此凡掺有受主杂质或受主数量多于施主的半导体都是p型半导体。例如,含有适量三价元素硼、铟、镓等的锗或硅等半导体就是P型半导体。[由于P型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故P型半导体呈电中性。空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成。掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能就越强。2形成原理要产生较多的空穴浓度就需依赖掺杂或缺陷。在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成P型半导体。对于Ⅳ族元素,半导体(锗、硅等)需进行Ⅲ族元素的掺杂对于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体(如砷化镓),常用掺杂Ⅱ族元素来提供所需的空穴浓度在离子晶体型氧化物半导体中,化学配比的微量偏移可造成大量电载荷流子,氧量偏多时形成的缺陷可提供空穴,Cu2O、NiO、VO2等均是该类型的P型半导体,且当它们在氧压中加热后,空穴浓度将随之增加.上述能给半导体提供空穴的掺杂原子或缺陷,均称受主。P型半导体又叫空穴型半导体,在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼、铝),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了P型半导体。由于硼或铝原子周围有3个价电子,与周围4价硅原子组成共价结合时缺少一个电子,形成一个空穴。在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,主要靠空穴导电。 N型半导体又称为电子型半导体,在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体。由于磷原子周围有5个价电子,与周围4价硅原子配位共价键外还有一个多余电子,形成自由电子。在N型半导体中,自由电子为多子,空穴为少子,主要靠自由电子导电。 在一块完整的硅片上,用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体,另一边形成P型半导体,我们称两种半导体的交界面附近的区域为PN结。 在P型半导体和N型半导体结合后,由于N型区内自由电子为多子,空穴几乎为零称为少子,而P型区内空穴为多子,自由电子为少子,在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差。由于自由电子和空穴浓度差的原因,有一些电子从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。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近,形成了一个空间电荷区。由于正负电荷之间的相互作用,在空间电荷区形成了内电场,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,阻止扩散。 PN结存在结电容,因此PN结的单向导电性有个允许的最高工作频率。结电容越小,允许的工作频率越高。
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