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杂质半导体

发布时间:2013/10/13 17:33:49 访问次数:2604

    在本征半导体中,由于载流子数量极少,SER2918H-682KL导电能力很弱,故其实用价值不大。如果在其中掺人某些微量杂质元素,就可以大大提高其导电能力,这种掺人了杂质元素的半导体称为杂质半导体。按掺入的杂质不同,杂质半导体可分为两类:N型半导体和P型半导体。
    在本征半导体硅(或锗)中掺人微量V价元素(如磷、砷、锑等),就形成了N型半导体。其结构示意图如图1.1.3 (a)所示。杂质原子有5个价电子,其中4个将分别与相邻硅(或锗)原子的价电子组成共价键,多余一个价电子因只受原子的吸引作用,所以很容易挣脱杂质原子而成为自由电子,杂质原子则成为带正电荷的离子,由于这个多余的价电子不在共价键中,因此,在成为自由电子时不会同时产生空穴。在室温下,杂质原子都处于这种电离状态,每个杂质原子产生一个自由电子,致使N型半导体中自由电子的数目显著增加,例如:在本征硅中掺人百万分之一的磷原子,在硅晶体中则会产生5×1022×10-6—5×l016个/cm一。个自由电子(硅的原子密度为5×1022个/CII1一3),而同时由本征激发产生的载流子浓庋仅为1.5×10如个/CITI-s。于是半导体中的自由电子数目多于空穴的数目,自由电子成为多数载流子,简称多子;空穴成为少数载流子,简称少子。这种主要靠自由电子导电的半导体称为电子型半导体或N型半导体。

           
    在本征半导体硅(或锗)中掺入微量Ⅲ价元素(如硼、铝、铟),就形成了P型半导体。其结构示意图如图1.1.3(b)所示。在组成共价键时,每个杂质原子产生一个空穴。在室温下,空穴能吸引邻近的价电子来填补,杂质原子获得电子变成了带负电荷的离子。由于每个杂质原子都可向晶体提供一个空穴,但同时不会产生自由电子,于是半导体中的空穴数目多于自由电子的数目,空穴成为多数载流子,自由电子为少子。这种主要靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体或P型半导体。
    应该指出,在杂质半导体中,本征激发所产生的载流子浓度远小于掺杂所带来的载流子浓度。但是掺杂并没有破坏半导体内正、负电荷的平衡状态,它既没有失去电子,也没有获得电子,仍呈电中性,对外是不带电的。

    在本征半导体中,由于载流子数量极少,SER2918H-682KL导电能力很弱,故其实用价值不大。如果在其中掺人某些微量杂质元素,就可以大大提高其导电能力,这种掺人了杂质元素的半导体称为杂质半导体。按掺入的杂质不同,杂质半导体可分为两类:N型半导体和P型半导体。
    在本征半导体硅(或锗)中掺人微量V价元素(如磷、砷、锑等),就形成了N型半导体。其结构示意图如图1.1.3 (a)所示。杂质原子有5个价电子,其中4个将分别与相邻硅(或锗)原子的价电子组成共价键,多余一个价电子因只受原子的吸引作用,所以很容易挣脱杂质原子而成为自由电子,杂质原子则成为带正电荷的离子,由于这个多余的价电子不在共价键中,因此,在成为自由电子时不会同时产生空穴。在室温下,杂质原子都处于这种电离状态,每个杂质原子产生一个自由电子,致使N型半导体中自由电子的数目显著增加,例如:在本征硅中掺人百万分之一的磷原子,在硅晶体中则会产生5×1022×10-6—5×l016个/cm一。个自由电子(硅的原子密度为5×1022个/CII1一3),而同时由本征激发产生的载流子浓庋仅为1.5×10如个/CITI-s。于是半导体中的自由电子数目多于空穴的数目,自由电子成为多数载流子,简称多子;空穴成为少数载流子,简称少子。这种主要靠自由电子导电的半导体称为电子型半导体或N型半导体。

           
    在本征半导体硅(或锗)中掺入微量Ⅲ价元素(如硼、铝、铟),就形成了P型半导体。其结构示意图如图1.1.3(b)所示。在组成共价键时,每个杂质原子产生一个空穴。在室温下,空穴能吸引邻近的价电子来填补,杂质原子获得电子变成了带负电荷的离子。由于每个杂质原子都可向晶体提供一个空穴,但同时不会产生自由电子,于是半导体中的空穴数目多于自由电子的数目,空穴成为多数载流子,自由电子为少子。这种主要靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体或P型半导体。
    应该指出,在杂质半导体中,本征激发所产生的载流子浓度远小于掺杂所带来的载流子浓度。但是掺杂并没有破坏半导体内正、负电荷的平衡状态,它既没有失去电子,也没有获得电子,仍呈电中性,对外是不带电的。

相关技术资料
10-13杂质半导体
相关IC型号
SER2918H-682KL
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