P型半导体和N型半导体是怎么得来的

P型半导体和N型半导体是怎么得来的,第1张

先介绍本真半导体

本真半导体就是纯净的硅或者锗形成的半导体,但是这类半导体没多大用,因为其载流子浓度低,导电能力很差(其导电能力其实是由电子-空穴对表现出来的,电子离开原来的位置后,原来的位置就成为了空穴),于是人们就想出了参杂。

如果往硅里面参杂3价元素硼,那么可以得到P型半导体,这是为什么呢?

记住参杂的是原子,整块材料是电中性的。当参杂磷原子进去时,磷是元素周期表中15号元素,外围5个电子,而硅外围4个电子,但是磷只能和硅形成4个共价键。这就导致了还剩一个磷的电子落单,它很不稳定,动不动就离家出走,留下空穴。每参杂一个磷原子,便会有一个单身磷电子(对,就是这么可怜),所以整块材料中电子成为多数,空穴成为少数(空穴只在电子离家出走的时候形成),电子为多数载流子就叫N(negetive)型半导体.

反之,你可以类比P(positive )型半导体.

n型半导体和p型半导体的区别如下:

1、形成原因不同

在半导体中掺入施主杂质,就得到N型半导体;施主杂质:周期表第V族中的某种元素,例如砷或锑。

在半导体中掺入受主杂质,就得到P型半导体;受主杂质:周期表中第Ⅲ族中的一种元素,例如硼或铟。

2、导电特性不同

P型半导体的导电特性:它是靠空穴导电,掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能也就越强。

N型半导体的导电特性:掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能也就越强。

3、定义不同

N型半导体,也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。“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 主要是带负电的电子,这些电子来自半导体中的施主。

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。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。

相关介绍:

在半导体中掺入施主杂质,就得到N型半导体;在半导体中掺入受主杂质,就得到P型半导体。由P型半导体或N型半导体单体构成的产品有热敏电阻器、压敏电阻器等电阻体。由P型与N型半导体结合而构成的单结半导体元件,最常见的是二极管。

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。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子,就形成P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。

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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