N型或者P型半导体都是在原有的电中性硅基上掺杂电中性的三、五族原子。 所以整体还是呈电中性。
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。
完全被电子占据的能带称为满带,完全未被占据的称为空带,部分被占据的称为导带,价电子占据的称为价带。价带可以是满带,也可以是导带。能带被电子占据的方式决定了介质的导电性能。若一介质有导带存在,那么在不大的外加电场(不至于使原子结构被破坏)的作用下,导带内的电子会在该带内发生跃迁。
半导体是既有空带又有满带,而且它们之间的禁带宽度较小,当电流足够大时,满带带顶上的载流子就会跃迁到空带去,导致满带不满,空带不空,这种状态下才能导电。
半导体的工作原理
半导体,顾名思义,就是导电性在绝缘体和导体之间的物体。导体能导电,意思就是能够让电流通过。电流就是自由电子在电场力的作用下做定向运动形成的,当电子从“价带”(valence band)获得能量而跳跃至“导电带”时,电子就可以在带间任意移动而导电。
一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特,通过电子传导或空穴传导的方式传输电流。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。
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