N,P型半导体则是半导体掺杂之后在禁带中形成了杂质能级,杂质能级距离价带或者导带小于禁带宽度,因此杂质的激发过程更容易发生,从而使半导体价带中的空穴或导带中的电子变多。掺入能够使导带中电子变多的杂质的半导体为N型半导体,使价带中空穴变多的半导体就是p型半导体。
有效复合中心是促进载流子复合,对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用的杂质和缺陷。确定是复合中心:看能否对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用。
复合中心还有产生作用。产生作用是复合作用的逆过程,即价带中的电子先激发到复合中心上,再由复合中心激发到导带,同时在价带中留下空穴。
扩展资料
杂质和缺陷可以在禁带中引入局部化的能级,这些能级,特别是离导带底和价带顶较深的能级,就好象台阶一样,对电子和空穴的复合起到中间站的作用,它们可以促进电子、空穴的复合,这些能促进复合过程的杂质和缺陷称为复合中心,它们的能级称为复合中心能级。间接复合是指通过复合中心的复合。
只有当复合中心的复合作用很弱时,寿命才是由直接复合决定的。直接复合所决定的寿命是材料所能具有的最高寿命值。因为一般的实际材料都含有杂质和缺陷,所以寿命都远小于直接复合所决定的值。
电子、空穴的复合可以分为两步走:导带电子落入复合中心能级,电子再由复合中心能级落入价带与空穴相复合,复合中心又恢复了原状态,又可以再去完成下一次的复合过程。当然还存在着上述两个过程的逆过程,所以间接复合仍然是一个统计性。
一、半导体基本概念1、半导体及其导电性能
根据物体的导电能力的不同,电工材料可分为三类:导体、半导体和绝缘体。
半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料,半导体的电阻率为10-3~10-9 cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。
半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别:当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化;往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时,会使它的导电能力具有可控性,这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。 2、本征半导体的结构及其导电性能
本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%,常称为“九个9”,它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。 3、半导体的本征激发与复合现象
当导体处于热力学温度0 K时,导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电,成为自由电子。这一现象称为本征激发(也称热激发)。因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的,称为电子空穴对。
游离的部分自由电子也可能回到空穴中去,称为复合。 在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡,此时,载流子浓度一定,且自由电子数和空穴数相等。 4、半导体的导电机理
自由电子的定向运动形成了电子电流,空穴的定向运动也可形成空穴电流,因此,在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子(即载流子),这是半导体的特殊性质。空穴导电的实质是:相邻原子中的价电子(共价键中的束缚电子)依次填补空穴而形成电流。由于电子带负电,而电子的运动与空穴的运动方向相反,因此认为空穴带正电。
5、杂质半导体
掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体是半导体器件的基本材料。在本征半导体中掺入五价元素(如磷),就形成N型(电子型)半导体;掺入三价元素(如硼、镓、铟等)就形成P型(空穴型)半导体。杂质半导体的导电性能与其掺杂浓度和温度有关,掺杂浓度越大、温度越高,其导电能力越强。
在N型半导体中,电子是多数载流子,空穴是少数载流子。
多子(自由电子)的数量=正离子数+少子(空穴)的
数量
在P型半导体中,空穴是多数载流子,电子是少数载流子。
多子(空穴)的数量=负离子数+少子(自由电子)的
数量
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