p型半导体为什么是电中性,p型半导体什么导电占优势

首页 > 政策法规 > 作者:YD1662023-12-31 22:50:24

n-型半导体,将一部分Si原子置换成P(磷)等的原子↑↑。箭头所指这种电子的形态处于“多余的”状态。这叫自由电子。只要外加电压,就会被吸向 极,变为可自由运动(可通过电流)的状态。

N型半导体含自由电子浓度较高,其导电性主要是因为自由电子导电。在N型半导体中自由电子是多数载流子,主要由杂质原子提供,空穴是少数载流子,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。

n型半导体小总结:n型半导体也称为电子型半导体。n型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。n型半导体就是在单晶硅中掺入5族元素杂质,多子为电子。

②p型半导体

掺入少量杂质硼元素(或铟元素)的硅晶体(或锗晶体)中,由于半导体原子(如硅原子)被杂质原子取代,硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键的时候,会产生一个“空穴”,这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”,使得硼原子成为带负电的离子。这样,这类半导体由于含有较高浓度的“空穴”(“相当于”正电荷,P是positive的首字母),成为能够导电的物质。

p型半导体为什么是电中性,p型半导体什么导电占优势(5)

P型半导体,将一部分Si原子置换成B(硼)等原子↑↑。箭头所指是没有电子的“空位”状态。这种空位叫做空穴。也就是说空穴中无实体,也叫虚拟粒子。

在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,这类半导体的导电性主要依赖带正电荷的空穴的迁移。类似的,空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成。掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能就越强。掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能就越强。

P型半导体小总结:P型半导体也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。p型半导体是掺入3族杂质,多子为空穴。无论是P型还是N型,对外都是中性,不显电性。

③没有自由电子的p型半导体如何导电?

p型半导体的导电原理如下图所示,在外加电压作用下,电子被吸向+极,移动至附近的空穴。于是,电子移动后空出来的地方成为新的空穴,旁边的电子又会移动。通过如此反复,在电子向 极移动的同时,看上去是空穴向-极移动。在此过程中实际运动的是电子,但是可以将空穴视为带 电荷的粒子。

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↑↑看上去是空穴移动,实际是电子在跑路

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↑↑p型及n型半导体内电子和空穴在半导体内部的运动示意

④pn结的形成原理

半导体中的载流子的有两种运动:扩散运动和漂移运动,扩散运动是指在电中性的半导体中,载流子从浓度高的区域向浓度低区域的运动;漂移运动是指在电场作用下,载流子有规则的定向运动。扩散的结果是空间电荷变宽,内电场越强,漂移越强,而漂移是空间电荷区变薄。扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡,空间的电荷区厚度固定不变,空间电荷区称为pn结。此时,它是不导电的,当我们加上电压之后....请看下方的视频解说。

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