模电之半导体基础篇1（本征半导体、杂质半导体）

小灰灰 2023-02-21 06:14 85阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  一、半导体介绍
     *  二、本征半导体
     *   *   *  1、定义
             *  2、半导体活动
             *  3、本征须知
             *  4、本征半导体的性质
     *  三、杂质半导体
     *   *   *  1、定义
             *  2、N型半导体
             *  3、P型半导体
             *  4、杂质半导体的转型
             *  5、杂质半导体的导电作用

## 一、半导体介绍 ##

**1、半导体定义**

*  半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
 *  半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。
 *  大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。
 *  常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。

**2、半导体分类**  
半导体按照晶体结构分为：单晶半导体、多晶半导体

## 二、本征半导体 ##

#### 1、定义 ####

完全纯净、结构完整，在物理结构上呈单晶体形态。锗硅加工而成，目的使半导体的导电能力可控

#### 2、半导体活动 ####

*  **本征激发**  
    简述：电子、空穴成对产生（电子跑出去，留下空穴）  
    在室温或光照下电子获得足够能量摆脱共价键的舒服成为自由电子，并再共价键中留下一个空穴的过程。
 *  **复合**  
    简述：电子、空穴成对消失（电子回到空穴）  
    自由电子和空穴在运动中相遇重新结合成对消息的过程。
 *  **漂移：** 自由电子和空穴在点成作用下的定向运动
 *  **载流子：** 自由运动的带电粒子（电子、空穴）  
    电子——>自由电子（在共价键以外）的运动  
    空穴——>空穴（在共价键以内）的运动
 *  **导电情况：** 本征半导体绝对零度不导电，在常温、光照下能导电
 *  **电流产生：** 在外电场（电压）作用下，本征激发出来的电子向同一方向运动，形成相反方向的电流

#### 3、本征须知 ####

*  本征半导体电子空穴成对出现消失，且数量少
 *  本征半导体电子、空穴两种载流子参与导电
 *  本征半导体导电能力弱，且受温度影响

#### 4、本征半导体的性质 ####

热敏性：导电能力与温度相关，可制成热敏器件  
光敏性：导电能力与光的照射有关，可制成光敏器件  
掺杂性：可掺入有用的杂志，改变导电能力，增强半导体的导电性

## 三、杂质半导体 ##

#### 1、定义 ####

在本征半导体掺入微量其他适当元素后形成杂质半导体，由掺入杂质不同分为N型半导体、P型半导体。

#### 2、N型半导体 ####

*  掺入少量 **+5价元素“磷”** ，给出多的一个电子变成正离子  
    ![11][]
 *  **N型须知：**  
    N型半导体产生了大量的自由电子和正离子  
    电子是多数载流子，简称多子，空穴是少数载流子，简称少子  
    因电子带负电，故N型也称电子型半导体  
    因掺入的杂志给出电子，故N型也称施主杂质

#### 3、P型半导体 ####

*  在本征半导体掺入少量 **+3价元素“硼”** ，得到一个电子变成负离子  
    ![22][]
 *  **P型须知：**  
    P型半导体产生大量空穴和负离子  
    空穴是多数载流子，电子是少数载流子  
    因空穴带正电，故P型也称空穴型半导体  
    因掺入的杂质接受电子，故P型也称受主杂质

#### 4、杂质半导体的转型 ####

掺入三价元素的密度大于五价元素的密度时，可将N型转成P型，反之亦然。该方法是实际生产半导体中常用的工艺

#### 5、杂质半导体的导电作用 ####

![33][]

[11]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200628234456785.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1ZpZXdpbmZpbml0ZWx5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[22]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200628234713541.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1ZpZXdpbmZpbml0ZWx5,size_16,color_FFFFFF,t_70
[33]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200628234828556.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1ZpZXdpbmZpbml0ZWx5,size_16,color_FFFFFF,t_70