本征半导体为何只掺杂3价或者5价的元素而不用其它价?

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.

本征半导体

实际应用最多的半导体是硅和锗，它们原子的最外层电子（价电子）都是四个。完全纯净的、结构完整的半导体，称为本征半导体（晶体结构）。

（1）硅和锗的晶体结构

在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。

（2）本征半导体的导电机理

（a）在绝对0度和没有外界激发时,价电子被共价键束缚，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），不导电，相当于绝缘体。

（b）在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。即出现电子-空穴对。温度越高，本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。

（3）本征半导体的导电机理

在电场力作用下，空穴吸引临近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此认为空穴也是载流子，是带正电的粒子。

在半导体外加电压的作用下，出现两部分电流:自由电子定向移动、空穴的迁移。

本征半导体中由于电子-空穴数量极少，导电能力极低。实用时采用杂质半导体（P型、N型）。

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