P型半导体:它是什么?(图和解释)

我们都知道半导体晶体中每个四价原子与四个相邻原子形成共价键。这样,半导体晶体中的每个原子在最外层的轨道上得到8个电子。现在如果有一小部分的三晶杂质原子被掺杂到纯或本征半导体晶体,那么晶体的电学行为就大大改变了。

让我们解释杂质原子如何使晶体中相同数量的半导体原子取代并占据其位置。现在每个三价杂质原子的三种价电子产生与三个相邻半导体原子的共价键。以这种方式,每个杂质原子在最外层轨道得到7个价电子。

但是,在杂质原子的最外层轨道上仍然缺少一个电子。换句话说,有三个完全共价键和一个带一个电子的不完全共价键。因此,有一个电子的空位,我们把这个空位称为空穴。

每个空穴都是由一个杂质原子产生的。到目前为止,我们已经解释了关于空穴的产生,但没有关注与静态杂质原子相关的空穴如何在晶体中移动。但在半导体晶体中,空穴也可以像电子一样移动,但移动的机制是不同的。当一个空洞是一个不完全共价键形成时,它不会终身保持不完全。
p型半导体
很快,其他邻近共价键的电子爆发,并坐在那个空穴上,形成一个新的共价键。当电子从共价键中挣脱出来时,它会在后面产生一个空穴。如果我们从相关的角度来看这个问题,我们可以说这个洞从它以前的位置移动到了一个新的位置。

同样的事情会发生在孔的新位置,因此,孔会进一步移动到另一个新位置。这就是空穴在半导体晶体中移动的方式。最后,我们可以说p型半导体有很多洞在晶体内随机移动。

p型半导体晶体中除了三价杂质原子产生空穴外,还会产生热产生的电子-空穴对。热生成电子-空穴对是指在室温下由于热激发而导致共价键断裂而形成的电子-空穴对。这些热产生的电子在p型半导体晶体中贡献了自由电子。

因此,p型半导体的空穴总数是由三价杂质原子产生的空穴和由热激发产生的空穴的总和,而自由电子仅由热激发产生。因此,p型半导体中自由电子的数量远远小于空穴的数量。这就是为什么我们认为空穴是多数载流子,而电子在p型半导体中被称为少数载流子。

一种三价杂质,用于ap型半导体是硼,镓和铟。

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