西安大略大学两种基本半导体特征分析

在了解问题的核心之前，我们首先需要了解半导体的基本知识。半导体是导电性介于导体和绝缘体之间的材料。本征半导体(纯半导体)的特性和导电性可以通过添加杂质来改变;向半导体中添加杂质的过程称为掺杂。最常见的半导体是砷化物和镓等化合物或锗和硅等纯元素。本文对两种基本半导体特征进行分析。

1.半导体类型

半导体分为两类：本征半导体和外征半导体。在本节中，我们将简要介绍本征半导体、其制造和应用。我们还将讨论内源半导体和外源半导体之间的重要区别。

纯净、不含杂质的半导体称为本征半导体。在这类半导体中，电子数等于空穴数。

2.什么是本征半导体?

本征半导体又称纯半导体或无杂质半导体，是不含缺陷和其他元素杂质的完美晶体。 所有半导体材料，即使是掺杂了其他元素的材料，都具有固有特性，杂质会引入其他理想特性。

本征的意思是内在的、天然的，本征半导体具有半导体材料本身的基本特性，而不是杂质和不纯物。由于硅和锗是元素半导体，因此它们是最常用的本征半导体。它们是最早被广泛研究和使用的半导体之一。半导体的特性基于其电学结构，电学结构决定了半导体的基本特性，也是半导体作为一种特殊材料而与众不同的机理之一。

3.什么是非本征半导体?

通过使用少量合适的原子(称为杂质)，可以提高半导体的导电性。在纯半导体中添加杂质称为掺杂。一般来说，在外层半导体中，107 中的一个原子被外来原子取代。

外来半导体可分为两种类型：N 型半导体、P 型半导体。

N 型半导体的特性

(1)完全中性。

(2)I = Ie 和 ne >> nh

(3)大部分电子和少数空穴。

如果在纯半导体(Si 和 Ge)中加入五价掺杂物(Sb、As、Bi、P),你会发现五价键中的四个电子会与 Si 和 Ge 的四个电子形成键合。掺杂剂的第五个电子是自由电子。在这种情况下，不纯原子会放弃一个自由电子在晶格中传导，这就是所谓的供体。电子数随着掺杂剂的加入而增加。因此，负电荷载流子的数量也随之增加。由于在传导过程中会释放出许多电子，因此 N 型半导体中的电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

P 型半导体的特性

(1)导电性主要由空穴产生。

(2)完全中性。

(3)I = Ih，nh >> no

(4)多数--空穴，少数--电子。

当在纯半导体中加入三价杂质(B、Ge、Al、In)时，杂质的三个价电子会与半导体的四个价电子结合。在这种情况下，杂质电子缺失。这些掺杂原子现在可以接受结合的电子，被称为受体。掺杂物数量的增加伴随着空穴数量的增加，因此被称为 P 型半导体。

4.结论

半导体是在导体和绝缘体之间具有导电性的器件，在日常生活中广泛使用，如晶体管、齐纳二极管、太阳能电池板、开关、电路等。半​​导体分为两种类型：本征半导体和外在半导体。本征半导体是纯半导体，是不存在任何杂质或掺杂的物质。非本征半导体是通过添加足够量的杂质来制备的。

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