在N型半导体中,自由电子多,空穴少,多子是自由电子,少子是空穴。
在P型半导体中,空穴多,自由电子少,多子是空穴,少子是自由电子。
不论是N型半导体中的自由电子,还是P型半导体中的空穴,它们都参与导电,统称为“载流子”,“载流子”导电是半导体所特有的。
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载流子所处的能量状态
从晶体能带的角度来看,半导体的能量最高的几个能带分别是导带和价带,导带与价带之间隔着一个禁带。禁带中不具有公有化运动的状态——能级,但可存在杂质、缺陷等束缚能级。
自由电子就处于导带中,一般是在导带底附近(导带底就相当于电子的势能);自由空穴就处于价带中,一般是在价带顶附近(价带顶就相当于空穴的势能)。价带中有大量的价电子,由于这些价电子是被价键束缚住的,不能自由运动,所以不把它们看成为载流子。
空穴就是由价带中的价电子跃迁到了导带之后所形成的(即留下的价键空位);这种跃迁就称为本征激发,其特点是电子与空穴成对地产生。
参考资料来源:百度百科--载流子
一、N型半导体
N型半导体也称为电子型半导体,即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。
形成原理
掺杂和缺陷均可造成导带中电子浓度的增高. 对于锗、硅类半导体材料,掺杂Ⅴ族元素,当杂质原子以替位方式取代晶格中的锗、硅原子时,可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子,这就形成了半导体中导带电子浓度的增加,该类杂质原子称为施主. Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素. 某些氧化物半导体,其化学配比往往呈现缺氧,这些氧空位能表现出施主的作用,因而该类氧化物通常呈电子导电性,即是N型半导体,真空加热,能进一步加强缺氧的程度。
二、P型半导体
P型半导体一般指空穴型半导体,是以带正电的空穴导电为主的半导体。
形成
在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成P型半导体。在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,主要靠空穴导电。由于P型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故P型半导体呈电中性。空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成。
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特点:
(一)、N型半导体
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。
(二)、P型半导体
掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能就越强。
参考资料来源:百度百科-N型半导体
参考资料来源:百度百科-P型半导体
本征半导体掺入微量的三价元素形成的是P型半导体,其多子为空穴。表示空穴可以等效成带正电的微粒。是以带正电的空穴导电为主的半导体。在纯硅中掺入微量3价元素铟或铝,由于铟或铝原子周围有3个价电子。
半导体导电原理:
按照前面的说法,杂质半导体有自由移动的电荷,自然可以导电。
其实在理想情况(即绝对零度)下,本征半导体确实不能导电,所有的价电子都被束缚在了共价键上。但是一般半导体的应用都是在室温下进行的,这时候由于热运动,半导体会本征激发出一对空穴电子。
在两种杂质半导体中,当然也有本征激发。也就是说在N型半导体中,也有空穴的存在,但是数量少于自由电子,这两种载流子中,数量多的我们叫它多子,少的叫做少子。在P型半导体中则相反。
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