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。

下面,我们将采用对比分析的方法来认识P型半导体和N型半导体。

P型半导体也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。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子,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。空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成。掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能就越强。

N型半导体也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体。在N型半导体中,自由电子为多子,空穴为少子,主要靠自由电子导电。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。

扩展资料

半导体( semiconductor),指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

以GaN(氮化镓)为代表的第三代半导体材料及器件的开发是新兴半导体产业的核心和基础,其研究开发呈现出日新月异的发展势态。GaN基光电器件中,蓝色发光二极管LED率先实现商品化生产 成功开发蓝光LED和LD之后,科研方向转移到GaN紫外光探测器上 GaN材料在微波功率方面也有相当大的应用市场。氮化镓半导体开关被誉为半导体芯片设计上一个新的里程碑。美国佛罗里达大学的科学家已经开发出一种可用于制造新型电子开关的重要器件,这种电子开关可以提供平稳、无间断电源。

参考资料

半导体-百度百科

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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