生活中的n型半導(dǎo)體 n帶電還是p帶電?
n帶電還是p帶電?n不收費(fèi)。p收費(fèi)。N型半導(dǎo)體是指在本征半導(dǎo)體中加入五價(jià)元素,每個(gè)五價(jià)元素原子和四個(gè)四價(jià)半導(dǎo)體元素原子形成四對(duì)共享電子(每對(duì)電子由半導(dǎo)體元素原子和五價(jià)元素原子提供),使得五價(jià)元素原子由
n帶電還是p帶電?
n不收費(fèi)。p收費(fèi)。N型半導(dǎo)體是指在本征半導(dǎo)體中加入五價(jià)元素,每個(gè)五價(jià)元素原子和四個(gè)四價(jià)半導(dǎo)體元素原子形成四對(duì)共享電子(每對(duì)電子由半導(dǎo)體元素原子和五價(jià)元素原子提供),使得五價(jià)元素原子由于四對(duì)八個(gè)共享電子達(dá)到最外層電子穩(wěn)定,多余的電子(因?yàn)楣蚕黼娮又唤o五價(jià)元素原子貢獻(xiàn)了四個(gè)電子)成為自由電子,這就是N型。但是盡管如此,N型半導(dǎo)體仍然不帶電。
因?yàn)榧尤胛鍍r(jià)元素后,所有原子中的質(zhì)子數(shù)仍然等于所有原子中的電子數(shù),所以加入五價(jià)元素后,在載流子形成過(guò)程中,系統(tǒng)中沒(méi)有外電子的損失或獲得。
所以整個(gè)系統(tǒng)還是處于靜電平衡,所以不帶電。半導(dǎo)體一般分為本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體。
雜質(zhì)半導(dǎo)體根據(jù)摻雜元素的價(jià)態(tài)分為N型半導(dǎo)體(摻雜五價(jià)元素)和P型半導(dǎo)體(摻雜三價(jià)元素)。
本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性差,其中電子和空穴都參與傳導(dǎo),而電子和空穴都是熱激發(fā)形成的。因此,本征半導(dǎo)體的電導(dǎo)率是溫度敏感的。
雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性比本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性好。
同時(shí),雜質(zhì)半導(dǎo)體主要是多載流子(多數(shù)載流子)導(dǎo)電的。
這是因?yàn)閾诫s五價(jià)或三價(jià)元素的過(guò)程使得多載流子的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于少載流子的數(shù)量。
其中n型半導(dǎo)體多極是自由電子,p型半導(dǎo)體多極是空穴。
由于雜質(zhì)半導(dǎo)體多重態(tài)的數(shù)量主要與摻雜雜質(zhì)的數(shù)量有關(guān),其多重態(tài)幾乎不受溫度的影響。
但是它的電導(dǎo)率對(duì)溫度也很敏感,因?yàn)榘雽?dǎo)體中的少數(shù)載流子仍然受到熱的激發(fā),所以也受到溫度的影響。
N型半導(dǎo)體有哪些?
目前,半導(dǎo)體材料主要有兩種,一種是硅材料,另一種是鍺材料,按其雜質(zhì)可分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。這些材料可用于制作二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管,即MOS管、可控硅二極管、雙基二極管和其他類型的管。
比如三極管也可以分為硅材料的NPN和PNP三極管,鍺材料也可以分為NPN和PNP三極管。
為什么n型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)高?
因?yàn)橘M(fèi)米能級(jí)代表電子填充能級(jí)的強(qiáng)度,而N型半導(dǎo)體是導(dǎo)電的,濃度越高,費(fèi)米能級(jí)越高。
N型半導(dǎo)體中的電子來(lái)自本征激發(fā)和雜質(zhì)電離。當(dāng)溫度為絕對(duì)零度時(shí),雜質(zhì)不電離,費(fèi)米能級(jí)為(EC ED)/2,ED為施主能級(jí)。隨著溫度的升高(低溫弱電離→強(qiáng)電離區(qū)),電子貢獻(xiàn)主要由雜質(zhì)電離提供,費(fèi)米能級(jí)在EC附近不斷上升。