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半导体导电特性

发表时间:2019/11/15 15:13:04 | 浏览次数:

 

(1)热敏特性
随着环境温度的升高,半导体的电阻率降低,电导率增加。
(2)光敏特性
当一些半导体材料(硫化铜)暴露在光下时,电阻率明显降低,导电性变得非常强。当没有光时,它变得像绝缘体一样不导电,可以用来制造各种光敏器件。
(3)掺杂特性
在纯半导体中加入一些合适的微量杂质元素可以增加半导体中载流子的浓度,从而提高半导体的导电性。
(4)其他敏感特性
一些半导体材料具有压敏、磁敏、湿敏、气味敏感、气体敏感等特点,也可以逆转上述特点。
  本征半导体的导电特性
常见的半导体材料是单晶硅和单晶锗。所谓单晶是指整个晶体中的原子按照一定的规则有序排列的晶体。非常纯的单晶半导体被称为本征半导体。
  杂质半导体的导电特性
本征半导体导电性差,热稳定性差。因此,不适合直接使用它们来制造半导体器件。大多数半导体器件由含有一定量某些杂质的半导体制成。根据引入杂质的性质,杂质半导体分为n型半导体和p型半导体。
  半导体导电特性
  一、N型半导体
在硅晶体中加入5个价元素,如磷,到特征硅(或锗)中,取代了少量硅原子,在晶格上占有一些位置。
磷原子的最外层有5个价电子,其中4个价电子分别与相邻的4个硅原子形成共价键结构。多余的价电子在共价键之外,只被磷原子微弱地结合。因此,在室温下,可以获得脱离结合所需的能量,并成为晶格间自由的自由电子。失去电子的磷原子变成不动的正离子。磷原子由于能够释放1个电子,因此被称为施主原子,也被称为施主杂质。本征半导体中掺杂的每个磷原子可以产生一个自由电子,而本征激发产生的空穴数量保持不变。这样,在掺杂磷的半导体中,自由电子的数量远远超过空穴的数量,成为多数载流子(简称多子),空穴成为少数载流子(简称少子)。显然,主导电性是电子,所以这个半导体被称为电子半导体,简称为N型半导体。
  二、P型半导体
如果向本征半导体硅(或锗)中导入硼这样的微量的3价元素,硼原子取代结晶中的少量的硅原子而占据晶格上的某个位置。硼原子的三价电子由三个相邻硅原子中三价电子的完整共价键组成,邻近硼原子的另一个硅原子缺乏一个电子,出现一个孔。在这个空穴被附近硅原子中的价电子填充后,三价硼原子获得一个电子并变成负离子。同时,在相邻的共价键上出现了一个空穴。硼原子起着接受电子的作用,因此又称受体原子,又称受体杂质。
可以为本征半导体中掺杂的每个硼原子提供一个空穴。当掺杂一定数量的硼原子时,半导体中空穴的数量可以比固有激发电子的数量大得多,并且成为大多数载流子,而电子成为少数载流子。显然,主导电导率是孔,所以这个半导体被称为孔型半导体,简称P型半导体。

 

 

 

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