為什麼「在純淨的半導體中摻入微量的雜質,會使半導體的導電效能

時間 2021-08-11 17:42:29

1樓:匿名使用者

半導體中的雜質對電阻率的影響非常大。半導體中摻入微量雜質時,雜質原子附近的週期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態,在禁帶中產加的雜質能級。例如四價元素鍺或矽晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質原子時,雜質原子作為晶格的一分子,其五個價電子中有四個與周圍的鍺(或矽)原子形成共價結合,多餘的一個電子被束縛於雜質原子附近,產生類氫能級。

雜質能級位於禁帶上方靠近導帶底附近。雜質能級上的電子很易激發到導帶成為電子載流子。這種能提供電子載流子的雜質稱為施主,相應能級稱為施主能級。

施主能級上的電子躍遷到導帶所需能量比從價帶激發到導帶所需能量小得多(圖2)。在鍺或矽晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質原子時,雜質原子與周圍四個鍺(或矽)原子形成共價結合時尚缺少一個電子,因而存在一個空位,與此空位相應的能量狀態就是雜質能級,通常位於禁帶下方靠近價帶處。價帶中的電子很易激發到雜質能級上填補這個空位,使雜質原子成為負離子。

價帶中由於缺少一個電子而形成一個空穴載流子(圖3)。這種能提供空穴的雜質稱為受主雜質。存在受主雜質時,在價帶中形成一個空穴載流子所需能量比本徵半導體情形要小得多。

半導體摻雜後其電阻率大大下降。加熱或光照產生的熱激發或光激發都會使自由載流子數增加而導致電阻率減小,半導體熱敏電阻和光敏電阻就是根據此原理製成的。對摻入施主雜質的半導體,導電載流子主要是導帶中的電子,屬電子型導電,稱n型半導體。

摻入受主雜質的半導體屬空穴型導電,稱p型半導體。半導體在任何溫度下都能產生電子-空穴對,故n型半導體中可存在少量導電空穴,p型半導體中可存在少量導電電子,它們均稱為少數載流子。在半導體器件的各種效應中,少數載流子常扮演重要角色。

2樓:匿名使用者

有了共價元素,摻入矽或鍺,產生了自由電子和空穴,所以使半導體的導電效能大大增強

3樓:匿名使用者

導電靠離子呀 加了雜質,相當於離子增多了~~ 所以導電也就增強了—

4樓:匿名使用者

不摻雜的半導體為本徵半導體,導電依靠受熱激發的產生的激發電子和空穴。而摻雜可以在很大程度上提高半導體的導電性。

摻雜可分為n型摻雜和p型摻雜。n型摻雜會增加n(電子)導電。p型摻雜增加空穴導電。

pn結就是半導體一部分p型摻雜,一部分n型摻雜形成的。

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