在本征半导体中加入五价元素可形成n型半导体。本征半导体中加入磷、锑、砷元素可形成N型半导体,加入的都是5价元素。
本征半导体是指完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体,一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。典型的本征半导体有硅(Si)、锗(Ge)及砷化镓(GaAs)等。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。
半导体
在绝对零度温度下,半导体的价带是满带,受到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴,导带中的电子和价带中的空穴合称为电子空穴对。
上述产生的电子和空穴均能自由移动,成为自由载流子,它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。在本征半导体中,这两种载流子的浓度是相等的。随着温度的升高,其浓度基本上是按指数规律增长的。
半导体实验
导带中的电子会落入空穴,使电子空穴对消失,称为复合。复合时产生的能量以电磁辐射或晶格热振动的形式释放。在一定温度下,电子空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时本征半导体具有一定的载流子浓度,从而具有一定的电导率。
加热或光照会使半导体发生热激发或光激发,从而产生更多的电子空穴对,这时载流子浓度增加,电导率增加。半导体热敏电阻和光敏电阻等半导体器件就是根据此原理制成的。常温下本征半导体的电导率较小,载流子浓度对温度变化敏感,所以很难对半导体特性进行控制,因此实际应用不多。
P型半导体
N型半导体,以电子为多数载流子的半导材料,n为negative(负)之意。n型半导体是通过引入施主型杂质而形成的。在纯半导体材料中掺入杂质,使禁带中出现杂质能级,若杂质原子能给出电子的,其能级为施主能级,该半导体为n型半导体。
如将V族元素砷杂质加入到IV族半导体硅中。它能改变半导体的导电率和导电类型。对n型半导体,电子激发进入导带成为主要载流子。例如,掺入第15(VA)族元素(磷、砷、锑、铋等)的硅与锗。
在半导体材料硅或锗晶体中掺入三价元素杂质可构成缺壳粒的P型半导体,掺入五价元素杂质可构成多余壳粒的N形半导体。 ( 两种半导体接触在一起的点或面构成PN结,在接触点或面上N型半导体多余壳粒趋向P型半导体,并形成阻挡层或接触电位差。当P型接正极,N型接负极,N型半导体多余壳粒和PN结上壳粒易往正移动,且阻挡层变薄接触电位差变小,即电阻变小,可形成较大电流;反之当P型接负极,N型接正极,因为P半导体缺壳粒,热运动也难分离出壳粒往正极运动,且阻挡层变厚接触电位差变大,电阻变大,形成较小电流,即具有单向通过电流属性。 )多子与少子是相对概念。
如:在N型半导体中自由电子是多数载流子,简称为“多子”;空穴为小数载流子,称为“少子”。而在P型中则相反。
----考试的话,答概念就可以了,具体的作用过程你就不用记了。
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