在了解問(wèn)題的核心之前，我們首先需要了解半導(dǎo)體的基本知識(shí)。半導(dǎo)體是導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料。本征半導(dǎo)體(純半導(dǎo)體)的特性和導(dǎo)電性可以通過(guò)添加雜質(zhì)來(lái)改變;向半導(dǎo)體中添加雜質(zhì)的過(guò)程稱(chēng)為摻雜。最常見(jiàn)的半導(dǎo)體是砷化物和鎵等化合物或鍺和硅等純?cè)亍１疚膶?duì)兩種基本半導(dǎo)體特征進(jìn)行分析。

1.半導(dǎo)體類(lèi)型

半導(dǎo)體分為兩類(lèi)：本征半導(dǎo)體和外征半導(dǎo)體。在本節(jié)中，我們將簡(jiǎn)要介紹本征半導(dǎo)體、其制造和應(yīng)用。我們還將討論內(nèi)源半導(dǎo)體和外源半導(dǎo)體之間的重要區(qū)別。

純凈、不含雜質(zhì)的半導(dǎo)體稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。在這類(lèi)半導(dǎo)體中，電子數(shù)等于空穴數(shù)。

2.什么是本征半導(dǎo)體?

本征半導(dǎo)體又稱(chēng)純半導(dǎo)體或無(wú)雜質(zhì)半導(dǎo)體，是不含缺陷和其他元素雜質(zhì)的完美晶體。 所有半導(dǎo)體材料，即使是摻雜了其他元素的材料，都具有固有特性，雜質(zhì)會(huì)引入其他理想特性。

本征的意思是內(nèi)在的、天然的，本征半導(dǎo)體具有半導(dǎo)體材料本身的基本特性，而不是雜質(zhì)和不純物。由于硅和鍺是元素半導(dǎo)體，因此它們是最常用的本征半導(dǎo)體。它們是最早被廣泛研究和使用的半導(dǎo)體之一。半導(dǎo)體的特性基于其電學(xué)結(jié)構(gòu)，電學(xué)結(jié)構(gòu)決定了半導(dǎo)體的基本特性，也是半導(dǎo)體作為一種特殊材料而與眾不同的機(jī)理之一。

3.什么是非本征半導(dǎo)體?

通過(guò)使用少量合適的原子(稱(chēng)為雜質(zhì))，可以提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性。在純半導(dǎo)體中添加雜質(zhì)稱(chēng)為摻雜。一般來(lái)說(shuō)，在外層半導(dǎo)體中，107 中的一個(gè)原子被外來(lái)原子取代。

外來(lái)半導(dǎo)體可分為兩種類(lèi)型：N 型半導(dǎo)體、P 型半導(dǎo)體。

N 型半導(dǎo)體的特性

(1)完全中性。

(2)I = Ie 和 ne >> nh

(3)大部分電子和少數(shù)空穴。

如果在純半導(dǎo)體(Si 和 Ge)中加入五價(jià)摻雜物(Sb、As、Bi、P),你會(huì)發(fā)現(xiàn)五價(jià)鍵中的四個(gè)電子會(huì)與 Si 和 Ge 的四個(gè)電子形成鍵合。摻雜劑的第五個(gè)電子是自由電子。在這種情況下，不純?cè)訒?huì)放棄一個(gè)自由電子在晶格中傳導(dǎo)，這就是所謂的供體。電子數(shù)隨著摻雜劑的加入而增加。因此，負(fù)電荷載流子的數(shù)量也隨之增加。由于在傳導(dǎo)過(guò)程中會(huì)釋放出許多電子，因此 N 型半導(dǎo)體中的電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。

P 型半導(dǎo)體的特性

(1)導(dǎo)電性主要由空穴產(chǎn)生。

(2)完全中性。

(3)I = Ih，nh >> no

(4)多數(shù)--空穴，少數(shù)--電子。

當(dāng)在純半導(dǎo)體中加入三價(jià)雜質(zhì)(B、Ge、Al、In)時(shí)，雜質(zhì)的三個(gè)價(jià)電子會(huì)與半導(dǎo)體的四個(gè)價(jià)電子結(jié)合。在這種情況下，雜質(zhì)電子缺失。這些摻雜原子現(xiàn)在可以接受結(jié)合的電子，被稱(chēng)為受體。摻雜物數(shù)量的增加伴隨著空穴數(shù)量的增加，因此被稱(chēng)為 P 型半導(dǎo)體。

4.結(jié)論

半導(dǎo)體是在導(dǎo)體和絕緣體之間具有導(dǎo)電性的器件，在日常生活中廣泛使用，如晶體管、齊納二極管、太陽(yáng)能電池板、開(kāi)關(guān)、電路等。半??導(dǎo)體分為兩種類(lèi)型：本征半導(dǎo)體和外在半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體是純半導(dǎo)體，是不存在任何雜質(zhì)或摻雜的物質(zhì)。非本征半導(dǎo)體是通過(guò)添加足夠量的雜質(zhì)來(lái)制備的。

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