
N型半导体载流子为电子,所以为电子半导体。
P型半导体载流子为空穴,所以为空穴半导体。
如果Si作为半导体材料,P型半导体一般掺杂3价元素如B,N型半导体一般掺杂5价元素如P。
电子配对是每个原子周围4个电子并与其他四个原子相匹配。
由于Si是4价元素,所以掺杂B引入受主能级,出现空穴,为P型半导体,空穴半导体。
由于P是5价元素,所以掺杂P引入施主能级,出现电子,为N型半导体,电子半导体。
另外 P型半导体的P是 Positive的意思 N型的N为Negative的意思,表明载流子的正负。
完全被电子占据的能带称为满带,完全未被占据的称为空带,部分被占据的称为导带,价电子占据的称为价带。价带可以是满带,也可以是导带。能带被电子占据的方式决定了介质的导电性能。若一介质有导带存在,那么在不大的外加电场(不至于使原子结构被破坏)的作用下,导带内的电子会在该带内发生跃迁。
半导体是既有空带又有满带,而且它们之间的禁带宽度较小,当电流足够大时,满带带顶上的载流子就会跃迁到空带去,导致满带不满,空带不空,这种状态下才能导电。
半导体的工作原理
半导体,顾名思义,就是导电性在绝缘体和导体之间的物体。导体能导电,意思就是能够让电流通过。电流就是自由电子在电场力的作用下做定向运动形成的,当电子从“价带”(valence band)获得能量而跳跃至“导电带”时,电子就可以在带间任意移动而导电。
一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特,通过电子传导或空穴传导的方式传输电流。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。
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
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