1、本征半導體
實際應用最多的半導體是矽和鍺,它們原子的最外層電子(價電子)都是四個。完全純淨的、結構完整的半導體,稱為本征半導體(晶體結構)。
(1)矽和鍺的晶體結構
在矽和鍺晶體中,原子按四角形係統組成晶體點陣,每個原子都處在正四麵體的中心,而四個其它原子位於四麵體的頂點,每個原子與其相臨的原子之間形成共價鍵,共用一對價電子。
(2)本征半導體的導電機理
(a)在絕對0度和沒有外界激發時,價電子被共價鍵束縛,本征半導體中沒有可以運動的帶電粒子(即載流子),不導電,相當於絕緣體。
(b)在常溫下,由於熱激發,使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛,成為自由電子,同時共價鍵上留下一個空位,稱為空穴。即出現電子-空穴對。溫度越高,本征半導體的導電能力越強,溫度是影響半導體性能的一個重要的外部因素,這是半導體的一大特點。
(3)本征半導體的導電機理
在電場力作用下,空穴吸引臨近的電子來填補,這樣的結果相當於空穴的遷移,而空穴的遷移相當於正電荷的移動,因此認為空穴也是載流子,是帶正電的粒子。
在半導體外加電壓的作用下,出現兩部分電流:自由電子定向移動、空穴的遷移。
本征半導體中由於電子-空穴數量極少,導電能力極低。實用時采用雜質半導體(P型、N型)。
(a)在絕對0度和沒有外界激發時,價電子被共價鍵束縛,本征半導體中沒有可以運動的帶電粒子(即載流子),不導電,相當於絕緣體。
(b)在常溫下,由於熱激發,使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛,成為自由電子,同時共價鍵上留下一個空位,稱為空穴。即出現電子-空穴對。溫度越高,本征半導體的導電能力越強,溫度是影響半導體性能的一個重要的外部因素,這是半導體的一大特點。
(3)本征半導體的導電機理
在電場力作用下,空穴吸引臨近的電子來填補,這樣的結果相當於空穴的遷移,而空穴的遷移相當於正電荷的移動,因此認為空穴也是載流子,是帶正電的粒子。
在半導體外加電壓的作用下,出現兩部分電流:自由電子定向移動、空穴的遷移。
本征半導體中由於電子-空穴數量極少,導電能力極低。實用時采用雜質半導體(P型、N型)。
2、雜質半導體
在本征半導體中摻入某些微量的雜質,就會使半導體的導電性能發生顯著變化。
使自由電子濃度大大增加的雜質半導體稱為N型半導體,使空穴濃度大大增加的雜質半導體稱為P型半導體。
N型半導體:摻入微量5價元素(磷) 多子:電子 少子:空穴
P型半導體:摻入微量3價元素(硼) 多子:空穴 少子:電子
半導體的導電特點:
(1)當受外界熱和光的作用時,它的導電能力明顯變化。
(2)往純淨的半導體中摻雜,會使它的導電能力急劇增加。
在本征半導體中摻入某些微量的雜質,就會使半導體的導電性能發生顯著變化。
使自由電子濃度大大增加的雜質半導體稱為N型半導體,使空穴濃度大大增加的雜質半導體稱為P型半導體。
N型半導體:摻入微量5價元素(磷) 多子:電子 少子:空穴
P型半導體:摻入微量3價元素(硼) 多子:空穴 少子:電子
半導體的導電特點:
(1)當受外界熱和光的作用時,它的導電能力明顯變化。
(2)往純淨的半導體中摻雜,會使它的導電能力急劇增加。