
p型半导体掺入3价元素。是硼、铟、镓等。在半导体材料硅或锗晶体中掺入三价元素杂质可构成缺壳粒的P型半导体,掺入五价元素杂质可构成多余壳粒的N形半导体。
要产生较多的空穴浓度就需依赖掺杂或缺陷。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。
对于Ⅳ族元素:
半导体(锗、硅等)需进行Ⅲ族元素的掺杂对于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体(如砷化镓),常用掺杂Ⅱ族元素来提供所需的空穴浓度。
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,与周围4价硅原子组成共价结合时缺少一个电子,形成一个空穴。空穴相当于带正电的粒子,在这类半导体的导电中起主要作用。
当半导体受到外界光和热的激励时,其导电能力将发生显著变化!
在纯净的半导体中加入微量杂质时,其导电能力也将发生显著变化!
硅:四价元素,最外层轨道上有4个电子(价电子),由于原子呈电中性,所以硅原子简化模型:+4加圆圈表示,周围围绕着4个价电子。半导体的导电性与价电子有关。
在室温(300K)条件下,被共价键束缚的价电子就会获得足够的随机热振动能量而挣脱共价键的束缚,成为自由电子,形成电子-空穴对。
在外电场E的作用下,会发生电子和空穴的迁移,但自由电子在迁移的过程中,仍然处于束缚状态,因而可用空穴移动产生的电流来代表束缚电子移动产生的电流。运动的空穴是虚拟出来的,可以将空穴看成是一种带正电荷的粒子。
P型半导体(Positive):参杂少量三价元素(如:硼,铟,铝),受主杂质(P型杂质),产生空穴,以空穴导电为主(多载子)。
总空穴浓度 = 离子化的受主原子浓度 + 少子电子浓度 (剩余电荷浓度必为零)
N型半导体(Negative):参杂少量五价元素(如:磷,砷,锑),施主杂质(N型杂质),产生电子,以自由电子为主(多载子)。
总自由电子浓度 = 离子化的施主原子浓度 + 少子空穴浓度 (保持材料的电中性)
一定温度条件下,N型半导体中,空穴浓度与电子浓度的乘积为一常数(本征材料中空穴浓度和电子浓度的乘积)。
纯净的半导体加入五价的磷元素,硅是四价原子,磷原子在硅的晶格中会电离出一个电子,磷原子带正电,电子作为载流子,所以是是N型半导体;掺杂三价硼,硼在硅的晶格中会缺少一个电子,硼带负电,产生空位处是空穴载流子,所以是P型半导体;欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
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