n型半导体带电吗?为什么?4.半导体分哪几种?各有什么特点

n型半导体带电吗?为什么?4.半导体分哪几种?各有什么特点,第1张

不带电。n型半导体是指在本征半导体中加入五价元素,每一个五价元素原子与四个四价半导体元素原子形成四对共用电子对(每一对电子对由半导体元素原子与该五价元素原子各提供一个电子),这样五价元素原子因四对八个共用电子而达到最外层电子稳定,于是多出来的一个电子(因为形成共用电子对时五价元素原子只贡献了4个电子)就成为自由电子,这就是n型半导体的多数载流子。但是尽管如此,n型半导体还是不带电。因为加入五价元素后所有原子的质子数与所有原子的电子数仍然相等,在加入五价元素后,在载流子的形成过程中不存在系统对外电子的失去或得到。因此整个系统还是静电平衡,因此,不带电。半导体一般分为本征半导体和杂质半导体。杂质半导体根据掺入元素价态的不同又分为n型半导体(掺入五价元素)与p型半导体(掺入三价元素)。本征半导体导电性能很差,其中电子和空穴都参与导电,而电子和空穴都是热激发形成的。因此本征半导体的导电性具有温度敏感性。杂质半导体导电性能要好于本征半导体。同时杂质半导体主要是多子(多数载流子)导电。这是因为五价或三价元素掺入的过程使多子数量远多于少子数量。其中n型半导体多子为自由电子,p型半导体多子为空穴。因为杂质半导体多子数量主要和掺入杂质数量有关,因此其多子几乎不受温度影响。但其导电性对温度也比较敏感,这是因为质半导体中的少子还是受热激发产生的,因此也受温度影响。

因为半导体是靠电子和空穴的移动导电。未掺杂的半导体叫本征半导体,一般说来导电性远不如掺过杂的半导体,所以一般使用的都是掺杂半导体。掺入的杂质电离出的电子和空穴增强了半导体导电性,其电离率和温度密切相关,所以温度会影响半导体材料的电阻率。对于掺杂半导体:温度很低时,本征激发忽略,主要由杂质电离提供载流子,它随温度升高而增加;散射主要由电离杂质决定,迁移率随温度升高增大,所以电阻率下降。温度继续升高,杂质全部电离,本征激发还不显著时,载流子基本不变,晶格振动是主要影响因素,迁移率随温度升高而降低,所以电阻率随温度升高而增大。温度继续升高到本征激发快速增加时,本征激发称为主要影响因素,表现出同本证半导体相同的特征。


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