本征半导体为何只掺杂3价或者5价的元素而不用其它价?

半导体材料一般是锗或者硅,他们最外层电子是4,一次是四价元素,这些硅原子或者锗原子之间形成共价键,而加入三价元素后,形成共价键时由于要形成四个共价键,而三价元素外只有三个电子,故形成一个空位,其他自由电子来补充,形成空穴,形成p型半导体,其中导电的是那些带正电的空穴.

同理,加入五价元素后,由于只需要四个原子形成共价键,多出一个电子,形成N型半导体,因此N型半导体中导电的为电子.

而其他价的元素与四价元素结构相差很多,其它价元素性质活泼,不能与四价元素形成共价键.

半导体的特征：

一、半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，如硅、锗、硒等，它们的电阻率通常在 之间。

二、半导体之所以得到广泛应用，是因为它的导电能力受掺杂、温度和光照的影响十分显著。

三、如纯净的半导体单晶硅在室温下电阻率约为 ，若按百万分之一的比例掺入少量杂质(如磷)后，其电阻率急剧下降为 ，几乎降低了一百万倍。半导体具有这种性能的根本原因在于半导体原子结构的特殊性。

常用的半导体材料是单晶硅（Si）和单晶锗（Ge）。所谓单晶，是指整块晶体中的原子按一定规则整齐地排列着的晶体。非常纯净的单晶半导体称为本征半导体。

扩展资料

一、本征半导体的原子结构

半导体锗和硅都是四价元素，其原子结构示意图如图Z0102所示。它们的最外层都有4个电子，带4个单位负电荷。通常把原子核和内层电子看作一个整体，称为惯性核。

惯性核带有4个单位正电荷，最外层有4个价电子带有4个单位负电荷，因此，整个原子为电中性。

二、应用

1、在无线电收音机及电视机中，作为“讯号放大器/整流器”用。

2、半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性，分辨率可达0.1℃，甚至达到0.01℃也不是不可能，线性度0.2%，测温范围-100~+300℃，是性价比极高的一种测温元件。

3、半导体致冷器的发展, 它也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应.

参考资料来源：百度百科-半导体

p型半导体中掺入的三价元素是硼、铟、镓等。

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。

在纯硅中掺入微量3价元素铟或铝，由于铟或铝原子周围有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。空穴相当于带正电的粒子，在这类半导体的导电中起主要作用。

扩展资料：

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。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。

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。

参考资料来源：百度百科--P型半导体

参考资料来源：百度百科--半导体

---