本征半导体掺入微量的三价元素形成的是P型半导体,其多子为空穴。表示空穴可以等效成带正电的微粒。是以带正电的空穴导电为主的半导体。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。
半导体导电原理:
按照前面的说法,杂质半导体有自由移动的电荷,自然可以导电。
其实在理想情况(即绝对零度)下,本征半导体确实不能导电,所有的价电子都被束缚在了共价键上。但是一般半导体的应用都是在室温下进行的,这时候由于热运动,半导体会本征激发出一对空穴电子。
在两种杂质半导体中,当然也有本征激发。也就是说在N型半导体中,也有空穴的存在,但是数量少于自由电子,这两种载流子中,数量多的我们叫它多子,少的叫做少子。在P型半导体中则相反。
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.
所谓半导体,是指其导通电流的能力不如金属那样好,但却又不如绝缘体那样差的物质。所谓“电流”实质就是这种自由电子在导线中的移动,由于电子带负电荷,故电子移动方向与电流方向相反,在图下中,电流从阳极流向阴极,电子当然从阴移向阳极,虽然多数国家(如日本、中国等>是这样规定电流方向的,也有些国外书籍,把电子移动方向约定为电流方向的。
半导体的种类有本征半导体,P型半导体,N型半导体,半导体工程学是基础,若不理解半导体工程学,就不能理解二极管,当然也不能完全理解晶体管和场效应管(FET)等半导体器件。(1)本征半导体,硅和锗都是半导体,而纯硅和锗(11个9的纯度)晶体称本征半导体,硅和锗为4价元素,其晶体结构稳定。
(2)P型半导体、P型半导体是在4价的本征半导体中混入了3价原子,极少量〈一千万份之一以下)的铟作成的晶体,由于3价原子进入4价原子中,因此作为晶体管结构就产生缺一个电子的部分,由于缺少电子,所以带正电,P型的“P”,正是取“Positive(正)”一词的第一个字母。
(3)N型半导体、若把5价的原子,砷混入4价的本征半导体中,会变得怎样?与上述相反,将产生多余1个电子状态的结晶,并显出带负电。这就是N型半导体,“N”便是从“Negative(负)”中取的第一个字母。
半导体器件种类、半导体虽然有本征半导体,N型半导体、P型半导体三类,但实际上只使用了P型和N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,正温度系数热敏电阻器、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,最常见的便是二极管,此外,FET也是单结元件,PNP或NPN以及形成双结的半导体元件就是晶体管,除单结、双结器件外,还有PNPN4层厂结构(如晶闸管)甚至也可形成NPNPN的5层结构。
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