雜質(zhì)半導(dǎo)體
發(fā)布時(shí)間:2013/10/13 17:33:49 訪問次數(shù):2613
在本征半導(dǎo)體中,由于載流子數(shù)量極少,SER2918H-682KL導(dǎo)電能力很弱,故其實(shí)用價(jià)值不大。如果在其中摻人某些微量雜質(zhì)元素,就可以大大提高其導(dǎo)電能力,這種摻人了雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。按摻入的雜質(zhì)不同,雜質(zhì)半導(dǎo)體可分為兩類:N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。
在本征半導(dǎo)體硅(或鍺)中摻人微量V價(jià)元素(如磷、砷、銻等),就形成了N型半導(dǎo)體。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.1.3 (a)所示。雜質(zhì)原子有5個(gè)價(jià)電子,其中4個(gè)將分別與相鄰硅(或鍺)原子的價(jià)電子組成共價(jià)鍵,多余一個(gè)價(jià)電子因只受原子的吸引作用,所以很容易掙脫雜質(zhì)原子而成為自由電子,雜質(zhì)原子則成為帶正電荷的離子,由于這個(gè)多余的價(jià)電子不在共價(jià)鍵中,因此,在成為自由電子時(shí)不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生空穴。在室溫下,雜質(zhì)原子都處于這種電離狀態(tài),每個(gè)雜質(zhì)原子產(chǎn)生一個(gè)自由電子,致使N型半導(dǎo)體中自由電子的數(shù)目顯著增加,例如:在本征硅中摻人百萬分之一的磷原子,在硅晶體中則會(huì)產(chǎn)生5×1022×10-6—5×l016個(gè)/cm一。個(gè)自由電子(硅的原子密度為5×1022個(gè)/CII1一3),而同時(shí)由本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子濃庋僅為1.5×10如個(gè)/CITI-s。于是半導(dǎo)體中的自由電子數(shù)目多于空穴的數(shù)目,自由電子成為多數(shù)載流子,簡(jiǎn)稱多子;空穴成為少數(shù)載流子,簡(jiǎn)稱少子。這種主要靠自由電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為電子型半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。
在本征半導(dǎo)體硅(或鍺)中摻入微量Ⅲ價(jià)元素(如硼、鋁、銦),就形成了P型半導(dǎo)體。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.1.3(b)所示。在組成共價(jià)鍵時(shí),每個(gè)雜質(zhì)原子產(chǎn)生一個(gè)空穴。在室溫下,空穴能吸引鄰近的價(jià)電子來填補(bǔ),雜質(zhì)原子獲得電子變成了帶負(fù)電荷的離子。由于每個(gè)雜質(zhì)原子都可向晶體提供一個(gè)空穴,但同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生自由電子,于是半導(dǎo)體中的空穴數(shù)目多于自由電子的數(shù)目,空穴成為多數(shù)載流子,自由電子為少子。這種主要靠空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為空穴型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。
應(yīng)該指出,在雜質(zhì)半導(dǎo)體中,本征激發(fā)所產(chǎn)生的載流子濃度遠(yuǎn)小于摻雜所帶來的載流子濃度。但是摻雜并沒有破壞半導(dǎo)體內(nèi)正、負(fù)電荷的平衡狀態(tài),它既沒有失去電子,也沒有獲得電子,仍呈電中性,對(duì)外是不帶電的。
在本征半導(dǎo)體中,由于載流子數(shù)量極少,SER2918H-682KL導(dǎo)電能力很弱,故其實(shí)用價(jià)值不大。如果在其中摻人某些微量雜質(zhì)元素,就可以大大提高其導(dǎo)電能力,這種摻人了雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。按摻入的雜質(zhì)不同,雜質(zhì)半導(dǎo)體可分為兩類:N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。
在本征半導(dǎo)體硅(或鍺)中摻人微量V價(jià)元素(如磷、砷、銻等),就形成了N型半導(dǎo)體。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.1.3 (a)所示。雜質(zhì)原子有5個(gè)價(jià)電子,其中4個(gè)將分別與相鄰硅(或鍺)原子的價(jià)電子組成共價(jià)鍵,多余一個(gè)價(jià)電子因只受原子的吸引作用,所以很容易掙脫雜質(zhì)原子而成為自由電子,雜質(zhì)原子則成為帶正電荷的離子,由于這個(gè)多余的價(jià)電子不在共價(jià)鍵中,因此,在成為自由電子時(shí)不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生空穴。在室溫下,雜質(zhì)原子都處于這種電離狀態(tài),每個(gè)雜質(zhì)原子產(chǎn)生一個(gè)自由電子,致使N型半導(dǎo)體中自由電子的數(shù)目顯著增加,例如:在本征硅中摻人百萬分之一的磷原子,在硅晶體中則會(huì)產(chǎn)生5×1022×10-6—5×l016個(gè)/cm一。個(gè)自由電子(硅的原子密度為5×1022個(gè)/CII1一3),而同時(shí)由本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子濃庋僅為1.5×10如個(gè)/CITI-s。于是半導(dǎo)體中的自由電子數(shù)目多于空穴的數(shù)目,自由電子成為多數(shù)載流子,簡(jiǎn)稱多子;空穴成為少數(shù)載流子,簡(jiǎn)稱少子。這種主要靠自由電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為電子型半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。
在本征半導(dǎo)體硅(或鍺)中摻入微量Ⅲ價(jià)元素(如硼、鋁、銦),就形成了P型半導(dǎo)體。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.1.3(b)所示。在組成共價(jià)鍵時(shí),每個(gè)雜質(zhì)原子產(chǎn)生一個(gè)空穴。在室溫下,空穴能吸引鄰近的價(jià)電子來填補(bǔ),雜質(zhì)原子獲得電子變成了帶負(fù)電荷的離子。由于每個(gè)雜質(zhì)原子都可向晶體提供一個(gè)空穴,但同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生自由電子,于是半導(dǎo)體中的空穴數(shù)目多于自由電子的數(shù)目,空穴成為多數(shù)載流子,自由電子為少子。這種主要靠空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為空穴型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。
應(yīng)該指出,在雜質(zhì)半導(dǎo)體中,本征激發(fā)所產(chǎn)生的載流子濃度遠(yuǎn)小于摻雜所帶來的載流子濃度。但是摻雜并沒有破壞半導(dǎo)體內(nèi)正、負(fù)電荷的平衡狀態(tài),它既沒有失去電子,也沒有獲得電子,仍呈電中性,對(duì)外是不帶電的。
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