b体育半导体是导电能力介于导体与绝缘体之间的一种物体。它内部运载电荷的粒子有电子载流子(带负电荷的自由电子)和空穴载流子(带正电荷的空穴)。硅、锗、硒以及大多数金属氧化物和硫化物都是半导体。
凡是原子按照一定规律、连续整齐地排列着的物体称为晶体。半导体一般都具有这种结构,所以半导体也被称为晶体。
本征半导体是完全纯净的(不含任何其它元素)、具有晶体结构的半导体b体育。本征半导体内部电子和空穴的数量在任何情况下总是相等的。如锗单晶、硅单晶就是本征半导体。
掺杂是指在本征半导体中掺进一定类型和数量的其它元素b体育,掺进去的其它元素为杂质半导体。掺杂的目的是改善半导体的导电能力,亦即掺杂后,使半导体在原有的“电子-空穴对”的基础上,增加大量的电子或空穴。
如果给本征半导体掺进某种微量的杂质后,使它获得大量电子,则掺有这种杂质的导体就称“电子型半导体”或“N型半导体”。在N型半导体中,除“电子-空穴对”提供的载流子外。主要的、大量的是电子载流子。因此,电子称为多数载流子,而空穴则称少数载流子。
如果本征半导体掺杂后能获得大量空穴,则这种半导体就称“空穴型半导体”或“P型半导体”。在P型半导体中,除“电子-空穴对”提供的载流子外,主要的、大量的是空穴载流子,所以空穴称多数载流子,而电子则称少数载流子。
将P型半导体和N型半导体用特殊工艺结合在一起时半导体,由于P型半导体中的空穴多,N型半导体中的电子多,在交界面上,多数载流子就要分别向对方扩散,在交界处的两侧形成带电荷的薄层,称为空间电荷区,又称为PN结。
1、PN结空间电荷区的一边带正电,另一边带负电,产生了PN结的内电场,其方向为N区的正电荷区指向P区的负电荷区,阻碍了P区空穴进一步向N区扩散和N区电子向P区继续扩散。
如果把PN结的P区接电源正端,N区接电源负端,如上图(a),外加电场方向与内电场相反,并且外电场很强,这样,在外电场作用下,两侧的多数载流子不断越过PN结,形成正向电流。这种接法称为 PN结的正向连接。PN结对正向电流的阻碍作用很小,电流容易通过。相反,如果把外电压反接,如上图(b),则外电场方向与PN结内电场的方向一致,因而加强了对多数载流子的阻挡作用,使得PN结中流过的电流极小,这一电流又称为反向漏电流。PN结加反向电压时对电流的阻作用,从外部看,反映出PN结的反向电阻很大,这就是半导体PN结具有单向导电性的基本原理。
在纯净的半导体内部、电子载流子(简称电子)和空穴载流子(简称空穴)是成对地存在的,称“电子-空穴对”外电场作用下,空穴沿电场方向移动,电子逆电场方向动。
半导体内部的“电子-空穴对”会随温度升高或受光照而增多,使导电能力增强。
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