关于半导体

Question

P型半导体中为什么空穴会是多子？

Answer 1

举个例子：半导体硅（Si）是4价元素，也就是说它的最外层有4个电子。当掺入硼（B），硼是三价元素，最外层有3个电子。它们形成共价键以后，最外层一共只有7个电子。但是，外层电子有8个位置，意味着尚有一个位置空着。这个位置很容易俘获电子。当有外电场后，这些空位不断地俘虏电子，从而产生了电流。这就是P型半导体中空穴是多数载流子的原因。
另外一种情况：如果在硅中掺入磷（P），因为磷是5价，外层有5个电子。它与硅形成共价键后就多出了一个电子。（因为外层8个电子是稳态），这就是N型半导体多数载流子是电子的原因。

Answer 2

P型半导体中加入了诸如硼之类的三价杂质元素，在晶格中，杂质元素顶替了硅原子的位置，其外层的三个价电子，与周围的硅原子形成共价键时留下了一个呈电中性的“空位”，当其他硅原子的外层电子来填补这个空位时，就会在原共价键的位置上形成一个空穴，而此时的杂质原子也成为不可移动的负离子。
P型半导体当中自由电子非常少，导电主要依靠这个空穴的“移动”（其实是空穴位置的变化）来实现，因此空穴是多子。

Answer 3

Answer 4