利盈娱乐(中国)创新平台有限公司

N型(xing)、P型(xing)半导(dao)体与(yu)N+型(xing)、P-型(xing)半导(dao)体

就材料的导电性而言，大致可以分为绝缘体、半导体、导体三大类（图1.5），无论哪种材料，都有一定的电阻，另外还有一类没有
电(dian)阻的“超(chao)导体(ti)”，只是目(mu)前(qian)在常温(wen)条件下还没有(you)实用化(hua)。这三类材料之间并无绝对的界限，一定条件下是可(ke)以转化(hua)的。

材料的(de)(de)导(dao)电性(xing)是由(you)材料中的(de)(de)自(zi)由(you)电子(zi)(Extra electron)的(de)(de)数量(liang)决定的(de)(de)。从能量(liang)的(de)(de)角度来看，自(zi)由(you)电子(zi)的(de)(de)能量(liang)比较高，因此往(wang)外力的(de)(de)作用(yong)下(xia)（电场等）可以(yi)自(zi)由(you)移动，如果(guo)将它们集中起来，就(jiu)(jiu)是导(dao)带(dai)(dai)(dai)(Conduction Band)，剩(sheng)下(xia)的(de)(de)部分就(jiu)(jiu)是价(jia)(jia)带(dai)(dai)(dai)( Valence Band)，参见图(tu)1.6。价(jia)(jia)带(dai)(dai)(dai)的(de)(de)电子(zi)如果(guo)获得足够(gou)的(de)(de)能量(liang)，也能够(gou)变成导(dao)带(dai)(dai)(dai)的(de)(de)自(zi)由(you)电子(zi)。从价(jia)(jia)带(dai)(dai)(dai)到(dao)导(dao)带(dai)(dai)(dai)之间(jian)的(de)(de)（能量(liang)）差(cha)（距(ju)离）称为能隙。

导(dao)体(ti)(ti)（一般为(wei)金(jin)属(shu)材料）的(de)能(neng)隙(xi)(xi)(xi)非常小(xiao)，在室温下，只(zhi)需很(hen)(hen)小(xiao)的(de)能(neng)量(liang)价带(dai)的(de)电子(zi)就能(neng)够很(hen)(hen)容易跳跃至(zhi)导(dao)带(dai)而导(dao)电；绝缘(yuan)体(ti)(ti)的(de)静隙(xi)(xi)(xi)比较大（通常大于9。V），电子(zi)很(hen)(hen)难(nan)跳跃至(zhi)导(dao)带(dai)，所以(yi)不导(dao)电；半(ban)导(dao)体(ti)(ti)的(de)能(neng)隙(xi)(xi)(xi)约为(wei)1- 3eV，介(jie)于导(dao)体(ti)(ti)和绝缘(yuan)体(ti)(ti)之间，只(zhi)要(yao)给予适当的(de)能(neng)量(liang)或者改变能(neng)隙(xi)(xi)(xi)的(de)大小(xiao)，就能(neng)够导(dao)电。

在半导体(ti)小加入合(he)适的(de)(de)“杂质(zhi)”就(jiu)(jiu)可(ke)以改变和控制它的(de)(de)能隙大小。如(ru)果在纯(chun)Si（硅(gui)）中掺杂(l)oping)少量的(de)(de)As（砷）或P（磷），二者的(de)(de)最(zui)(zui)外层有五个(ge)(ge)(ge)电子(zi)，而Si外层只(zhi)(zhi)有4个(ge)(ge)(ge)电子(zi)，因(yin)此就(jiu)(jiu)会多(duo)出——个(ge)(ge)(ge)自由电子(zi)，这样就(jiu)(jiu)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)了“N”型(xing)半导体(ti)，如(ru)图1.7所示；如(ru)果在纯(chun)Si巾掺人(ren)少量的(de)(de)B(硼(peng))，硼(peng)的(de)(de)最(zui)(zui)外层只(zhi)(zhi)有三个(ge)(ge)(ge)电子(zi)，这样就(jiu)(jiu)少了一个(ge)(ge)(ge)电子(zi)，形(xing)(xing)(xing)成(cheng)了一个(ge)(ge)(ge)空穴(xue)( Hole)，形(xing)(xing)(xing)成(cheng)了“P”型(xing)半导体(ti)。

半导体中的自由电子和空穴(xue)(xue)通(tong)称(cheng)为载流子(zi)(zi)(zi)(Carrier)。需要说明的(de)(de)是，没(mei)有掺杂的(de)(de)普(pu)通(tong)半导体巾也(ye)是有自(zi)由电子(zi)(zi)(zi)和空穴(xue)(xue)的(de)(de)，只是数量相对(dui)比(bi)较(jiao)少(shao)而(er)已(yi)，因此(ci)这些原本(ben)就有的(de)(de)自(zi)由电子(zi)(zi)(zi)和空穴(xue)(xue)统称(cheng)为“少(shao)子(zi)(zi)(zi)”（少(shao)数载流子(zi)(zi)(zi)）；因为掺杂而(er)形(xing)成的(de)(de)自(zi)由电子(zi)(zi)(zi)和空穴(xue)(xue)的(de)(de)数晕相对(dui)比(bi)较(jiao)多(duo)，因此(ci)通(tong)称(cheng)为“多(duo)子(zi)(zi)(zi)”（多(duo)数载流子(zi)(zi)(zi)）。

掺(chan)杂造(zao)成半(ban)导(dao)(dao)体材料(liao)中(zhong)局(ju)部(bu)自(zi)由(you)(you)(you)(you)(you)电子(zi)(zi)(zi)或(huo)者空穴增加的(de)(de)(de)过(guo)程称(cheng)为(wei)(wei)(wei)“离(li)子(zi)(zi)(zi)化(hua)”。前者称(cheng)为(wei)(wei)(wei)“负离(li)子(zi)(zi)(zi)化(hua)”，后者称(cheng)为(wei)(wei)(wei)“正离(li)子(zi)(zi)(zi)化(hua)”。仅采用掺(chan)杂丁艺形成的(de)(de)(de)半(ban)导(dao)(dao)体材料(liao)，N型(xing)(xing)半(ban)导(dao)(dao)体因为(wei)(wei)(wei)自(zi)由(you)(you)(you)(you)(you)电子(zi)(zi)(zi)数量偏多而(er)对外显现(xian)负极性，有时(shi)候也(ye)标(biao)识为(wei)(wei)(wei)“N-”，相应的(de)(de)(de)，P型(xing)(xing)半(ban)导(dao)(dao)体也(ye)标(biao)为(wei)(wei)(wei)“P+”。采用非掺(chan)杂工艺，如高(gao)能离(li)子(zi)(zi)(zi)辐照、激(ji)光照射等方(fang)法(fa)(fa)可(ke)以(yi)让价(jia)带的(de)(de)(de)电子(zi)(zi)(zi)获得足(zu)够(gou)高(gao)的(de)(de)(de)能量而(er)成为(wei)(wei)(wei)自(zi)由(you)(you)(you)(you)(you)电子(zi)(zi)(zi)，也(ye)可(ke)以(yi)让自(zi)由(you)(you)(you)(you)(you)电子(zi)(zi)(zi)失去足(zu)够(gou)多的(de)(de)(de)能量而(er)降(jiang)低为(wei)(wei)(wei)价(jia)带的(de)(de)(de)非自(zi)由(you)(you)(you)(you)(you)电子(zi)(zi)(zi)，这种(zhong)方(fang)法(fa)(fa)称(cheng)为(wei)(wei)(wei)“激(ji)发(fa)”，采用激(ji)发(fa)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)使N型(xing)(xing)半(ban)导(dao)(dao)体中(zhong)的(de)(de)(de)空穴增多，使之(zhi)对外显示(shi)正极性，就(jiu)成为(wei)(wei)(wei)“N+”半(ban)导(dao)(dao)体；使P型(xing)(xing)半(ban)导(dao)(dao)体中(zhong)的(de)(de)(de)自(zi)由(you)(you)(you)(you)(you)电子(zi)(zi)(zi)增多，使之(zhi)对外显示(shi)负极性，就(jiu)成为(wei)(wei)(wei)“P”半(ban)导(dao)(dao)体。

自由电(dian)(dian)(dian)(dian)子导电(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)方式(shi)与导线线巾(jin)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)流(liu)动类似，在电(dian)(dian)(dian)(dian)场(chang)作用(yong)下，负离子化(Ionization)程(cheng)度高的(de)原子将多余的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)子向着离子化程(cheng)度比较低的(de)方向传(chuan)递；空穴导电(dian)(dian)(dian)(dian)则是(shi)正离子化的(de)材料中(zhong)，原子核外由于电(dian)(dian)(dian)(dian)子缺失(shi)形成(cheng)的(de)窄穴在电(dian)(dian)(dian)(dian)场(chang)作用(yong)下，空穴被少(shao)子（白由电(dian)(dian)(dian)(dian)子）补入而造成(cheng)空穴“移动”所形成(cheng)的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)（一般称为正电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)）

关(guan)注KIA半导(dao)体(ti)工(gong)程专辑请搜微(wei)信号(hao):“KIA半导(dao)体(ti)”或点击本文下(xia)方图片扫(sao)一扫(sao)进入官方微(wei)信“关(guan)注”

长(zhang)按(an)二(er)维(wei)码识别关注