百科知识

教育/科学

半导体导电原理半导体分为n,p两种类型，为什么当给n类型的那边加

2006-09-21 11:28:45m***
半导体分为n,p两种类型，为什么当给n类型的那边加上电子时半导体可以导电，而从p那时就不能够导电了?半导体导电原理半导体分为n,p两种类型，为什么当给n类型的那边加上电子时半导体可以导电，而从p那时就不能够导电了?：n型半导体 “n”表示负电的意思，在这类?

最佳回答

  •   n型半导体 “n”表示负电的意思，在这类半导体中，参与导电的主要是带负电的电子，这些电子来自半导体中的“施主”杂质。所谓施主杂质就是掺入杂质能够提供导电电子而改变半导体的导电性能。例如，半导体锗和硅中的五价无素砷、锑、磷等原子都是施主杂质。
      如果在某一半导体的杂质总量中，施主杂质的数量占多数，则这种半导体就是n型半导体。如果在硅单晶中掺入五价元素砷、磷。则在硅原子和砷、磷原子组成共价键之后，磷外层的五个电子中，四个电子组成共价键，多出的一个电子受原子核束缚很小，因此很容易成为自由电子。
      所以这种半导体中，电子载流子的数目很多，主要靠电子导电，叫做电子半导体，简称n型半导体。 p型半导体 “p”表示正电的意思。在这种半导体中，参与导电的主要是带正电的空穴，这些空穴来自于半导体中的“受主”杂质。所谓受主杂质就是掺入杂质能够接受半导体中的价电子，产生同数量的空穴，从而改变了半导体的导电性能。
      例如，半导体锗和硅中的三价元素硼、铟、镓等原子都是受主。如果某一半导体的杂质总量中，受主杂质的数量占多数，则这半导体是p型半导体。如果在单晶硅上掺入三价硼原子，则硼原子与硅原子组成共价键。由于硼原子数目比硅原子要少很多，因此整个晶体结构基本不变，只是某些位置上的硅原子被硼原子所代替。
      硼是三价元素，外层只有三个价电子，所以当它与硅原子组成共价键时，就自然形成了一个空穴。这样，掺入的硼杂质的每一个原子都可能提供一个空穴，从而使硅单晶中空穴载流子的数目大大增加。这种半导体内几乎没有自由电子，主要靠空穴导电，所以叫做空穴半导体，简称p型半导体。
       －n结 在一块半导体中，掺入施主杂质，使其中一部分成为n型半导体，其余部分掺入受主杂质而成为p型半导体，当p型半导体和n型半导体这两个区域共处一体时，这两个区域之间的交界层就是p－n结。p－n结很薄，结中电子和空穴都很少，但在靠近n型一边有带正电荷的离子，靠近p型一边有带负电荷的离子。
      这是因为，在p型区中空穴的浓度大，在n型区中电子的浓度大，所以把它们结合在一起时，在它们交界的地方便要发生电子和空穴的扩散运动。由于p区有大量可以移动的空穴，n区几乎没有空穴，空穴就要由p区向n区扩散。同样n区有大量的自由电子，p区几乎没有电子，所以电子就要由n区向p区扩散。
      随着扩散的进行，p区空穴减少，出现了一层带负电的粒子区；n区电子减少，出现了一层带正电的粒子区。结果在p－n结的边界附近形成了一个空间电荷区，p型区一边带负电荷的离子，n型区一边带正电荷的离子，因而在结中形成了很强的局部电场，方向由n区指向p区。
      当结上加正向电压（即p区加电源正极，n区加电源负极）时，这电场减弱，n区中的电子和p区中的空穴都容易通过，因而电流较大；当外加电压相反时，则这电场增强，只有原n区中的少数空穴和p区中的少数电子能够通过，因而电流很小。因此p－n结具有整流作用。
      当具有p－n结的半导体受到光照时，其中电子和空穴的数目增多，在结的局部电场作用下，p区的电子移到n区，n区的空穴移到p区，这样在结的两端就有电荷积累，形成电势差。这现象称为p－n结的光生伏特效应。由于这些特性，用p－n结可制成半导体二极管和光电池等器件。
      如果在p－n结上加以反向电压（n区加在电源正极，p区加在电源负极），电压在一定范围内，p－n结几乎不通过电流，但当加在p－n结上的反向电压越过某一数值时，发生电流突然增大的现象。这时p－n结被击穿。p－n结被击穿后便失去其单向导电的性能，但结并不一定损坏，此时将反向电压降低，它的性能还可以恢复。
      根据其内在的物理过程，p－n结击穿可分为雪崩击穿和隧道击穿两种。由于p－n结具有这种特性，一方面可以用它制造半导体二极管，使之工作在一定电压范围之内作整流器等；另方面因击穿后并不损坏而可用来制造稳压管或开关管等器件。 。
    2006-09-21 12:52:53
  • 半导体看字面意思,就是一半导电.
    2006-09-22 10:24:49
  •   由于N 型半导体是5 价的磷镶嵌在以4 价为主体硅晶体中，有多出的电子。而在P 型半导体中是3 价的硼在以硅为主体的结构元连接中，顶替了一个硅原子的位置，在整体上有缺少电子的趋势。把这两种晶体紧密结合：N 型半导体中多出的电子向缺少电子的P 型半导体中扩散。
      这样，在结合部附近，各结构元的价和电子数正好达到平衡，每个原子周围的价和电子平稳运转，没有了电子的紊乱和等待，也就没有了电子空位。这就是在不导电时的P N 结。 　　如果在外电压作用下，电子流趁电子空位从P 极进入，到了P N 结处没有了空位，运动受阻，外来电子在P 型晶体内，把更多的缺电子的价和线路都填满，使更多的结构元达到价和运转的平衡，即填满了更多的电子空位，使无电子空位的地带变得更宽，电阻更大。
      所以从P 极进入的电子填平了电子空位，没有了电子空位,所以此路不通。 　　在二极管上加上相反的电压，（由N 向P ）外电子从N 极因价电子多出，而造成价和运转紊乱所形成的电子空位进入，外电子的到来，更加剧了N 区价和电子运动的紊乱，多出的电子涌向P N 结，打破了P N 的平衡，使得P N 结的电子运转也出现紊乱；出现了因拥挤等待所产生的电子空位。
      更多的电子挤入了空位，通过了P N 结（实际上这时P N 结已不存在）涌向P 区的电子空位，形成电流。 　　综上述，电子由P 区向N 行不通，而由N 向P 则势如破竹，这样，就形成了二极管的单向导电性能。 。
    2006-09-21 13:46:05
    • 很赞哦！ (210)

    相关文章