这个半导体材料被归类为本征和非本征半导体. 本征半导体未进一步分类,而根据掺杂性质,本征半导体可进一步分类为n型或p型半导体。如果添加到本征半导体中的杂质为V族,则由此形成的半导体称为n型本征半导体,并将具有过量的电子。
如果添加到本征半导体中的杂质来自III族,则掺杂后获得的半导体称为p型半导体,因为会有过量的空穴。P型半导体中的大部分载流子是空穴,而N型半导体中的大部分载流子是电子。
根据掺杂元素、掺杂元素的性质、电子和空穴的密度、能级和费米能级、p型和n型半导体中的多数载流子和少数载流子等因素解释了这两种半导体(p型和n型半导体)之间的差异,多数承运人的移动方向等。
P型和N型半导体之间的差异-表
现在让我们借助一个表格来看看p型和n型半导体之间的区别。
P型半导体 | N型半导体 |
P型半导体是由于第III族元素(即硼、铝、铊等)的掺杂而形成的。 | N型半导体是由于V族元素的掺杂而形成的,即氮、磷、砷、锑、铋等。 |
空穴是P型半导体中的主要载流子。 | 电子是n型半导体中的主要载流子。 |
电子是P型半导体中的少数载流子。 | 空穴是N型半导体中的少数载流子。 |
这些材料的费米能级位于杂质能级和价带之间。 | 这些材料的费米能级位于杂质能级和导带之间。 |
大多数载流子的运动是从高电位到低电位。 | 大多数载流子的运动是从低电位到高电位。 |
在P型半导体中,空穴密度大于电子密度。 NH>NE |
对于n型半导体,电子密度远大于空穴密度。 NE>NH |
什么是N型半导体?
它是一种非本征半导体,其中掺杂来自V族元素。在本征半导体中,添加V族元素以增加或增强其导电性。N型半导体中的大多数载流子是电子,少数载流子是空穴。
V族元素的4个电子与IV族(硅)的四个相邻原子形成共价键,五价原子的一个电子保持自由。这个额外的自由电子在结构中自由移动,并负责电流的流动。由于电子的释放,五价原子被称为施主原子。
添加到本征半导体中的杂质提供额外的电子,而提供额外电子的原子称为施主原子。在N型半导体中,电子密度远大于空穴密度。在N型半导体中,施主能级靠近导带,远离价带。大多数载流子从低电位向高电位移动。
在N型半导体中,费米能级位于施主能级和导带之间。N型半导体也称为五价半导体。
什么是P型半导体?
从第III组元素中添加杂质的一种非本征半导体。当第III组元素添加到本征半导体中时,形成P型半导体,这是为了增加或增强本征半导体的导电性。在P型半导体中,大多数载流子是空穴,少数载流子是电子。
添加到P型半导体中的杂质会产生空位电子(空穴),添加的原子称为受主原子。在P型半导体中,空穴密度大于电子密度。受主原子的能级靠近价带,远离导带。P型半导体的费米能级位于受主能级和价带之间。
在P型半导体中,大多数载流子从高电位移动到低电位。这种半导体中添加的杂质能够吸收电子,因此它们被称为受主原子。
结论
我们得出结论,n型和p型半导体都是非本征导体。P型半导体有过多的空穴,而N型半导体有过多的电子。P型半导体中的大部分载流子是空穴,而N型半导体中的大部分载流子是电子。
在p型掺杂中,硼或镓用作掺杂剂,而在n型掺杂中,砷或磷作为掺杂剂少量添加到硅中。
著者
迪帕克·亚达夫
阿利加尔穆斯林大学