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什么是N型半导体?它(们)有什么特点?

2020-12-24 08:27
博科观察
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N型半导体也被称为电子型半导体,它(们)是自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。

N型半导体靠电子导电,在半导体材料中掺入微量磷、砷、锑等元素后,半导体材料中就会产生很多带负电的电子 ,使半导体中自由电子的浓度大大高于空穴浓度。

掺杂、缺陷,都可以造成导带中电子浓度的增高。对于硅、类半导体材料,掺杂磷、砷、锑等Ⅴ族元素,当杂质原子以替位方式取代晶格中的锗、硅原子时,可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子,这就形成了半导体中导带电子浓度的增加,该类杂质原子称为施主。Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素。某些氧化物半导体,如ZnO、Ta2O5等,其化学配比往往呈现缺氧。这些氧空位能表现出施主的作用,因而该类氧化物通常呈电子导电性,即是N型半导体,真空加热,能进一步加强缺氧的程度,这表现为更强的电子导电性。

N型半导体有什么特点?

半导体中有两种载流子——价带中的空穴和导带中的电子。如前所述,以电子导电为主的半导体就称之为N型半导体,与N型半导体相对的,是以空穴导电为主的P型半导体。这其中,「N」表示负电,取自英文Negative的第一个字母。在N型半导体中,参与导电的 (即导电载体) 主要是带负电的电子,这些电子来自半导体中的施主。凡掺有施主杂质或施主数量多于受主的半导体都是N型半导体。例如,含有适量五价元素磷、砷、锑等的锗或硅等半导体。

由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等,所以N型半导体呈电中性。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。

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