掺杂半导体中少数载流子的浓度与什么有很大关系

掺杂半导体中少数载流子的浓度与什么有很大关系,第1张

温度。 导体在任何温度下,都将遵从热平衡条件:np=ni2。因此多数载流子与少数载流子是相互制约着的。多数载流子主要来自于掺杂,而少数载流子都来自于本征激发(属于本征载流子)。当通过掺杂、增大多数载流子浓度时,则多数载流子与少数载流子相互复合的机会增加,将使得少数载流子浓度减小;当升高温度,少数载流子浓度将指数式增大,并且它与多数载流子相互复合的机会也增加,仍然维持着热平衡关系。在温度不是很高时,增加的本征载流子浓度将远小于掺杂所提供的多数载流子浓度,因此对于多数载流子而言,可以认为其浓度基本上就等于掺杂浓度,与温度的关系不大。当然,在温度高到使得本征载流子浓度增大到等于或大于多数载流子浓度时,就变成以本征载流子导电为主的半导体了,即为本征半导体,这时掺杂的贡献即可忽略了。

我以N型半导体给你举一个例子:单位体积的硅原子数为10^22cm^-3,若杂质含量为10^-4(万分之一),则杂质原子浓度为10^18cm^-3。在常温下,杂质能级上的电子即使只有十分之一被激发到导带中,其浓度也为10^17cm^-3。而常温下硅的本征载流子浓度只有10^10cm^-3的量级。可见N型半导体中多数载流子是电子,而少数载流子是本征载流子(电子空穴对)。可见,在室温附近,许多元素半导体本征载流子为数极少,所以本征半导体电阻仍很高。而在同一温度下,掺杂半导体的导电能力为本征半导体的数百倍及其以上。


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