1、 N型與P型半導體 什么是N型半導體，什么是P型半導體？ N型半導體也稱為電子型半導體。N型半導體即自由電子濃度遠大于空穴濃度的雜質半導體。在純潔的硅晶體中摻入五價元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半導體。在N型半導體中，自由電子為多子，空穴為少子，主要靠自由電子導電。自由電子主要由雜質原子供應，空穴由熱激發(fā)形成。摻入的雜質越多，多子（自由電子）的濃度就越高，導電性能就越強。P型半導體也稱為空穴型半導體。P型半導體即空穴濃度遠大于自由電子濃度的雜質半導體。在純潔的硅晶體中摻入三價元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位子，就形成P型半導體。在P型半導體中，空穴為多子，自由電子

2、為少子，主要靠空穴導電。空穴主要由雜質原子供應，自由電子由熱激發(fā)形成。摻入的雜質越多，多子（空穴）的濃度就越高，導電性能就越強。 摻入的雜質越多，多子（空穴）的濃度就越高，導電性能就越強。 在純潔的硅晶體中摻入三價元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P型半導體。在P型半導體中，空穴為多子，自由電子為少子，主要靠空穴導電。由于P型半導體中正電荷量與負電荷量相等，故P型半導體呈電中性。空穴主要由雜質原子供應，自由電子由熱激發(fā)形成。 n型半導體就是在單晶硅中摻入5族元素雜質，多子為電子， p型半導體是摻入3族雜質，多子為空穴。 更深化的理解是通過轉變費米能級使得自由電子或空穴的占有率提升

3、，從而轉變半導體導電性能。 怎么使N型半導體變成P型半導體？什么條件下可以使N型半導體變成P型半導體？ N型半導體就是導電載流子是電子，P型半導體就是導電載流子是空穴。 N型半導體中之所以是電子導電是由于其在本征半導體基礎上進行了施主摻雜（例如在本征Si中摻入5價的磷元素） 而P型半導體中之所以是空穴導電是由于其在本征半導體基礎上進行了授主摻雜（例如在本征Si中摻入3價的硼元素） Si為4價 所以假設要想把磷摻雜量為X的N型半導體轉為P型當然就是在此N型半導體中摻入大于X量的磷（當然具體摻雜量與工藝及材料有關） 半導體的摻雜等工藝要在超凈間中進行，摻雜是半導體工藝中的一步，主要的摻雜方法有離子

4、注入和熱集中 半導體材料中形成pn結,是不是肯定要先有p型半導體跟n型半導體? P型硅中是怎么形成pn結的?求解 是的。 P型半導體是在單晶硅（鍺）中參入微量三價元素，如的硼、銦、鎵或鋁等，就變成以空穴導電為主的半導體，即P型半導體。在P型半導體中，空穴(帶正電)叫多數載流子;電子(帶負電)叫少數載流子。 假如在硅或鍺等半導體材料中加入微量的磷、銻、砷等五價元素，就變成以電子導電為主的半導體，即N型半導體。在N型半導體中，電子(帶負電)叫多數載流子;空穴(帶正電)叫少數載流子。 pn結就是把這兩種半導體燒結在一起，由電子和空穴運動達到平衡后形成PN結，具有單向導電的特性，即二極管。若燒結成P-

5、N-P或N-P-N兩個PN結就是三極管。大規(guī)模集成電路也是這個原理制成的。 半導體材料的導電性并不好，在單一元素物質的狀態(tài)下僅能維持有限的導電力量。這是由于在導帶的自由電子和在價帶的空穴的數目很有限。純硅（或鍺）必需加以轉變，增加自由電子或空穴數目，才能改進它們的導電性，才能運用在電子元件上。我們在這一節(jié)中，可以學到將雜質加入純質材料中，就能達到此目的。摻有雜質的半導體材料，分為N型和P型兩種，是大部分電子元器件的主要組成部分。    在學習完這一節(jié)的內容后，你應當能夠：說明N型和P型半導體材料的特性；定義摻雜的含義；解釋N型半導體如何形成；解釋P型半導體如何形成

6、；說明何謂多數載流子和少數載流子。   1.摻  雜    將定量的雜質加入純質半導體材料中，就可大幅提高硅和鍺的導電性。這個過程被稱為摻雜( doping)，可以增加材料中載流子（電子或空穴）的數目。摻有雜質的半導體有兩種，就是N型和P型。   2.N型半導體    要增加純硅導電帶的電子數目，可加入五價的雜質原子。具有五個價電子的原子有砷(As)、磷(P).鉍(Bi)和銻(Sb)。    如圖1.15所示，每一個五價原子（圖中所示為銻）都會與鄰近的四個

7、硅原子形成共價鍵。銻原子有四個價電子要與硅原子形成共價鍵，就舍多出一個價電子。這個多余的價電子就成為傳導電子，由于它不屬于任何原子。由于五價原子會放棄一個電子，所以又被稱為施主原子( donor atom)。憑借加入硅晶體的雜質原子的數目，就能把握傳導電子的數目。這種摻雜過程所產生的傳導電子，并不會在價帶上留下空穴，由于這些傳導電子都是多出來的電子。                    

8、0;    既然大多數的載流子都是電子，硅（或鍺）摻雜入五價原子就成為N型半導體（N代表電子所帶的負電荷）。電子就稱為N型半導體中的多數載流子(majority carriers)。雖然N型半導體材料的多數載流子是電子，但是仍會有少數的空穴產生，這是由于熱擾動會產生電子一空穴對。這些空穴并不是由于加入五價雜質原子而產生。空穴在N型半導體材料中稱為少數載流子(minority carriers)。   3. P型半導體    要在純硅晶體中增加空穴的數目。可以加入三價的雜質原子。具有三個價電子的原子有硼(B)、銦(I

9、n)和鎵(Ga)等。    如圖1.16所示，每一個三價原子（此圖中所示為硼）會與鄰近的四個硅原子形成共價鍵。硼原子的全部三個價電子都用于共價鍵，但是由于需要四個電子，因此每加入一個三價元素就會產生一個空穴。由于三價原子可以接牧電子，因此被視為受主原子( acceptor atom)。憑借加入硅晶體的三價雜質原子的數目，就可以把握空穴的數目。由摻雜過程所產生的空穴，并不會伴隨產生傳導（自由）電子。              &

10、#160;             硅（或鍺）晶體摻雜三價原子后，由于大多數的載流子是空穴，就稱為P型半導體。空穴可視為正電荷，由于缺乏一個電子，相對地就會形成原子多一個正電荷。P型材料中的多數載流子是空穴。雖然P型半導體材料的多數載流子是空穴，LMV722MMX但是仍會有少數的自由電子產生，這是由于熱擾動產生的電子一空穴對。這些自由電子并不是由于加入三價雜質原子而產生。電子在P型半導體材料中稱為少數載流子。 為什么光電倍增管的陰極材料要接受P型半導體? 對于P型半導體來說，由于其受主能帶靠近價帶，所以價帶中的電子很簡潔從光子吸取能量閱入主能帶，使價帶產生空穴參與導電。P型半導體帶電嗎？ "P型半導體即空穴濃度遠大于自由電子濃度的雜質半導體",空穴不是相當于帶正電嗎，既然空穴濃度大于自由電子濃度，那么和電子中和以后，剩余的空穴不還是帶正電嗎？不帶電,半導體是受肯定條件影響才有電流的,其具體原理如下: P型半導