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杂质半导体

发布时间:2013/5/19 14:38:46 访问次数:1315

    在本征半导体中掺入某种特定有用的杂质,形成BR3032杂质半导体,其导电性能在常温状态下就会发生质的变化。按照掺入杂质的木同,可以分为N型半导体和P型半导体。
    (1)N型半导体。
    在硅(锗)晶体中掺入少量五价元素的杂质,如磷或砷,原来晶格中的某些硅原予将被杂质原子所取代,形成N型半导体,其结构如图4-3所示。由于杂质原子最外层有五个价电子,当它与周围的四个硅原子组成共价键结构时将多余一个电子。它将不受共价键的束缚,只受所掺入杂质原子核的吸引,而这种束缚力很微弱,使得该电子在室温下很容易形成自由电子。
    图4-3 N型半导体的结构

            
    掺入杂质形成自由电子或空穴的过程,我们称之为杂质电离。在N型半导体中,由于杂质电离产生的是自由电子,所以其自由电子的浓度将远远大于空穴的浓度。N型半导体就主要依靠自由电子导电,所以又称为电子型半导体,其导电性能大于本征半导体。
    (2)P型半导体。
    在硅(锗)晶体中掺入少量的三价元素杂质,如硼或镓,原来晶格中的某些硅原子将被杂质原子所取代,形成P型半导体,其结构如图4-4所示。由于杂质原子最外层只有三个价电子,当它与周围的四个硅原子组成共价键结构时,因为其缺少一个价电子而形成空穴。显然,掺入的杂质越多,形成的空穴就越多。显然,在P型杂质半导体中,空穴的浓度将远远大于自由电子的浓度。P型半导体就主要依靠空穴导电,所以又称为空穴型半导体,其导电性能也大于本征半导体。
    图4-4 P型半导体的结构
    半导体的导电性能
    综上所述,杂质半导体的导电性能明显优于本征半导体,其导电能力主要取决于杂质半导体中多数载流子的浓度(多子浓度),而多子的浓度主要取决于掺杂杂质的浓度(杂质电离的程度)。由于半导体的导电性能对光照、温度、掺杂三个因素很敏感,我们称其为半导体的三敏性,即光敏性、热敏性、杂敏性。通过调整这些因素,我们可以改善半导体的导电性能。

    在本征半导体中掺入某种特定有用的杂质,形成BR3032杂质半导体,其导电性能在常温状态下就会发生质的变化。按照掺入杂质的木同,可以分为N型半导体和P型半导体。
    (1)N型半导体。
    在硅(锗)晶体中掺入少量五价元素的杂质,如磷或砷,原来晶格中的某些硅原予将被杂质原子所取代,形成N型半导体,其结构如图4-3所示。由于杂质原子最外层有五个价电子,当它与周围的四个硅原子组成共价键结构时将多余一个电子。它将不受共价键的束缚,只受所掺入杂质原子核的吸引,而这种束缚力很微弱,使得该电子在室温下很容易形成自由电子。
    图4-3 N型半导体的结构

            
    掺入杂质形成自由电子或空穴的过程,我们称之为杂质电离。在N型半导体中,由于杂质电离产生的是自由电子,所以其自由电子的浓度将远远大于空穴的浓度。N型半导体就主要依靠自由电子导电,所以又称为电子型半导体,其导电性能大于本征半导体。
    (2)P型半导体。
    在硅(锗)晶体中掺入少量的三价元素杂质,如硼或镓,原来晶格中的某些硅原子将被杂质原子所取代,形成P型半导体,其结构如图4-4所示。由于杂质原子最外层只有三个价电子,当它与周围的四个硅原子组成共价键结构时,因为其缺少一个价电子而形成空穴。显然,掺入的杂质越多,形成的空穴就越多。显然,在P型杂质半导体中,空穴的浓度将远远大于自由电子的浓度。P型半导体就主要依靠空穴导电,所以又称为空穴型半导体,其导电性能也大于本征半导体。
    图4-4 P型半导体的结构
    半导体的导电性能
    综上所述,杂质半导体的导电性能明显优于本征半导体,其导电能力主要取决于杂质半导体中多数载流子的浓度(多子浓度),而多子的浓度主要取决于掺杂杂质的浓度(杂质电离的程度)。由于半导体的导电性能对光照、温度、掺杂三个因素很敏感,我们称其为半导体的三敏性,即光敏性、热敏性、杂敏性。通过调整这些因素,我们可以改善半导体的导电性能。

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