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
P型半导体和N型半导体是两种常见的掺杂半导体,它们通过掺杂不同类型的杂质原子来改变半导体的导电特性。以下是P型和N型半导体的基本概念:
P型半导体:
定义:在本征半导体(如硅或锗)中掺入三价元素,如硼(B)、铝(Al)或镓(Ga)等,形成的半导体称为P型半导体。
导电机制:三价元素的原子与周围的四价半导体原子结合时,会形成一个空穴(即缺失一个电子的状态),这些空穴可以吸引邻近的电子,从而在材料中形成电流。
主要载流子:空穴(正电荷载流子)。
特性:P型半导体通常呈现正电荷载流子主导的特性。
N型半导体:
定义:在本征半导体中掺入五价元素,如磷(P)、砷(As)或锑(Sb)等,形成的半导体称为N型半导体。
导电机制:五价元素的原子会提供一个额外的自由电子,这个自由电子可以在材料中自由移动,形成电流。
主要载流子:自由电子(负电荷载流子)。
特性:N型半导体通常呈现负电荷载流子主导的特性。
互补性:
P型和N型半导体可以结合形成PN结,这是许多半导体器件(如二极管、晶体管和太阳能电池)的基础。PN结的特性是在P型和N型材料接触的地方形成一个耗尽区,该区域由于载流子的复合而几乎没有自由载流子。