半导体载流子的分类

多数载流子与少数载流子

载流子可区分为多数载流子和少数载流子两种。譬如，对于n型半导体，其中的电子就是多数载流子，而空穴是少数载流子。实际上，这不仅是数量多少的差异，而更重要的是它们性质上的不同。例如：

①多数载流子主要由掺杂所提供的，则在室温下，其浓度与温度的关系不大（杂质全电离），而少数载流子主要由本征激发所产生，则随着温度的升高将指数式增加；

②能够注入到半导体中去的载流子，或者能够从半导体中抽出来的载流子，实际上往往是少数载流子，而多数载流子一般是不能注入、也不能抽出的；

③少数载流子能够在局部区域积累或减少，即可形成一定的浓度梯度，而多数载流子在半导体内部难以积累起来，所以多数载流子的浓度一般都不能改变，从而不能形成浓度梯度。也正因为如此，为了维持半导体电中性，所以在注入了少数载流子的同时，也将增加相同数量的多数载流子，并且它们的浓度梯度也相同；

④因为一般只有少数载流子才能注入和抽出，所以半导体中的非平衡载流子一般也就是少数载流子。非平衡少数载流子可由于复合而消失，因此具有一定的寿命时间（从ns到μs），而多数载流子一般就是热平衡载流子，其存在的有效时间也就是所谓介电弛豫时间（非常短，常常可忽略）；

⑤少数载流子在浓度梯度驱动下，将一边扩散、一边复合，有一个有效存在的范围——扩散长度（可达nm数量级），而多数载流子的有效存在范围是所谓Debye屏蔽长度（很短）；

⑥少数载流子主要是扩散运动，输运电荷的能力决定于其浓度梯度，而多数载流子主要是漂移运动，输运能力主要是决定于多数载流子浓度和电场；等等。

（4）少数载流子的作用：

少数载流子虽然数量少，但是它所产生的电流却不一定小，其主要原因就是它们能够产生很大的浓度梯度，从而可输运很大的电流。例如数百安培工作电流的SCR就是少数载流子工作的器件，所有BJT 就都是少数载流子工作的器件。相反，多数载流子工作的器件，其电流倒不一定很大。

少数载流子能够存储（积累），则对于器件的开关速度有很大影响；而多数载流子的电容效应（势垒电容）往往是影响器件最高工作频率的因素。

P型半导体：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，就形成了P型半导体。

多数载流子：P型半导体中，空穴的浓度大于自由电子的浓度，称为多数载流子，简称多子。

少数载流子：P型半导体中，自由电子为少数载流子，简称少子。

N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形成N型半导体。

多子：N型半导体中，多子为自由电子。

少子：N型半导体中，少子为空穴。

扩展资料：

N型半导体的特点：

半导体中有两种载流子，即价带中的空穴和导带中的电子，以电子导电为主的半导体称之为N型半导体，与之相对的，以空穴导电为主的半导体称为P型半导体。

“N”表示负电的意思，取自英文Negative的第一个字母。在这类半导体中，参与导电的 (即导电载体) 主要是带负电的电子，这些电子来自半导体中的施主。凡掺有施主杂质或施主数量多于受主的半导体都是N型半导体。例如，含有适量五价元素砷、磷、锑等的锗或硅等半导体。

由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等，故N型半导体呈电中性。自由电子主要由杂质原子提供，空穴由热激发形成。掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能就越强。

P型半导体的特点：

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。

参考资料来源：百度百科—N型半导体

参考资料来源：百度百科—P型半导体

如果从载流子浓度或掺杂角度说，可分为多数载流子（多子）和少数载流子（少子）；

如果从载流子离域性的角度说，可分为自由载流子（free charge carrier或delocalized charge carrier）和俘获态载流子（trapped charge carrier或localized charge carrier）

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