N與P型半導體矽的區别
Published:
2023-11-03 00:00
Source:
半導體品體矽經(jīng)過(guò)有目的的摻雜後(hòu)，引入了微量雜質，成(chéng)爲非本征半導體，非本征半導體分爲N型和P型兩(liǎng)大類。
N型晶體矽
當晶體矽中摻入微量雜質Ⅴ族元素時，它的5個價電子與矽原子形成(chéng)4個共價鍵，Ⅴ族離子核多出一個正電荷，形成(chéng)正電中心，同時還(hái)多出一個價電子，這(zhè)個電子受正電中心束縛，形成(chéng)束縛态電子，其能(néng)級位于導帶底以下。
如下圖所示爲摻施主(磷)的N型半導體矽價鍵示意圖。由圖可見，一個矽原子被(bèi)具有5個價電子的V族元素磷原子取代時，磷原子與其鄰近的4個矽原子形成(chéng)共價鍵，多餘的一個電子則成(chéng)爲可導電的電子。
當電子獲得能(néng)量并掙脫V族雜質原子的束縛時，變成(chéng)能(néng)導電的電子，同時形成(chéng)正電中心。這(zhè)種(zhǒng)能(néng)釋放電子到導帶形成(chéng)正電中心的雜質原子稱爲施主。圖中所示的能(néng)提供電子的磷原子就是施主。
由于矽中施主能(néng)提供電子，電子是帶負電荷的載流子，所以雜質中以施主爲主的半導體矽稱爲n型半導體矽。
P型晶體矽
如下圖所示，顯示了隻有3個價電子的硼原子取代了矽原子，在與鄰近的矽原子形成(chéng)4個共價鍵時，需要接受一個電子，在價帶上就産生了一個帶正電荷的空穴。
這(zhè)種(zhǒng)形成(chéng)負電中心的Ⅲ族雜質能(néng)接受價帶中的電子而在價帶中形成(chéng)空穴，因此被(bèi)稱爲受主雜質，其能(néng)級稱爲受主能(néng)級，圖中所示的能(néng)接受電子的Ⅲ族雜質硼原子就是受主。
可將(jiāng)空穴視爲帶正電荷的載流子。以能(néng)夠形成(chéng)帶正電荷的載流子的受主爲主的半導體稱爲P型半導體矽。
當純矽中摻入施主雜質（V族元素磷、砷、銻）時，可形成(chéng)N型矽，N型矽可導電的電子濃度遠大于可導電的空穴濃度，電流依靠電子輸運，電子爲多數載流子(簡稱多子)，空穴爲少數載流子(簡稱少子)。
當純矽中摻入受主雜質（Ⅲ族元素硼、鋁、镓）時，可形成(chéng)P型矽，P型矽空穴濃度遠大于電子濃度，電流依靠空穴運輸，空穴爲多子，電子爲少子。
Prev
Next
Prev
Next
