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產(chǎn)品與技術(shù)
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關(guān)于鈞達(dá)
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N與P型半導(dǎo)體硅的區(qū)別
Published:
2023-11-03 00:00
Source:
半導(dǎo)體品體硅經(jīng)過有目的的摻雜后，引入了微量雜質(zhì)，成為非本征半導(dǎo)體，非本征半導(dǎo)體分為N型和P型兩大類。
N型晶體硅
當(dāng)晶體硅中摻入微量雜質(zhì)Ⅴ族元素時(shí)，它的5個(gè)價(jià)電子與硅原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，Ⅴ族離子核多出一個(gè)正電荷，形成正電中心，同時(shí)還多出一個(gè)價(jià)電子，這個(gè)電子受正電中心束縛，形成束縛態(tài)電子，其能級位于導(dǎo)帶底以下。
如下圖所示為摻施主(磷)的N型半導(dǎo)體硅價(jià)鍵示意圖。由圖可見，一個(gè)硅原子被具有5個(gè)價(jià)電子的V族元素磷原子取代時(shí)，磷原子與其鄰近的4個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，多余的一個(gè)電子則成為可導(dǎo)電的電子。
當(dāng)電子獲得能量并掙脫V族雜質(zhì)原子的束縛時(shí)，變成能導(dǎo)電的電子，同時(shí)形成正電中心。這種能釋放電子到導(dǎo)帶形成正電中心的雜質(zhì)原子稱為施主。圖中所示的能提供電子的磷原子就是施主。
由于硅中施主能提供電子，電子是帶負(fù)電荷的載流子，所以雜質(zhì)中以施主為主的半導(dǎo)體硅稱為n型半導(dǎo)體硅。
P型晶體硅
如下圖所示，顯示了只有3個(gè)價(jià)電子的硼原子取代了硅原子，在與鄰近的硅原子形成4個(gè)共價(jià)鍵時(shí)，需要接受一個(gè)電子，在價(jià)帶上就產(chǎn)生了一個(gè)帶正電荷的空穴。
這種形成負(fù)電中心的Ⅲ族雜質(zhì)能接受價(jià)帶中的電子而在價(jià)帶中形成空穴，因此被稱為受主雜質(zhì)，其能級稱為受主能級，圖中所示的能接受電子的Ⅲ族雜質(zhì)硼原子就是受主。
可將空穴視為帶正電荷的載流子。以能夠形成帶正電荷的載流子的受主為主的半導(dǎo)體稱為P型半導(dǎo)體硅。
當(dāng)純硅中摻入施主雜質(zhì)（V族元素磷、砷、銻）時(shí)，可形成N型硅，N型硅可導(dǎo)電的電子濃度遠(yuǎn)大于可導(dǎo)電的空穴濃度，電流依靠電子輸運(yùn)，電子為多數(shù)載流子(簡稱多子)，空穴為少數(shù)載流子(簡稱少子)。
當(dāng)純硅中摻入受主雜質(zhì)（Ⅲ族元素硼、鋁、鎵）時(shí)，可形成P型硅，P型硅空穴濃度遠(yuǎn)大于電子濃度，電流依靠空穴運(yùn)輸，空穴為多子，電子為少子。
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