在一块纯净的半导体晶 片上,采用特殊的掺杂工艺, 在两侧分别掺入三价元素和 五价元素。一侧形成P型半 导体,另一侧形成N型半导 体,在结合面的两侧分别留 下了不能移动的正负离子, 呈现出一个空间电荷区。这 个空间电荷区就称为p-n结。
图1-5基本结构示意图
图1-6 p-n结的形成
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❖ 单纯的p型或n型半导体,仅仅是导电能力增强而 已,还不具备半导体器件所要求的各种特性。但如 果形成一个p-n结。 当p型半导体和n型半导体“结 合”在一起时,由于p型半导体的空穴浓的高,自 由电子的浓度低;而n型半导体的自由电子浓度高, 空穴浓度低,所以交界面两侧的载流子在浓度上形 成了很大的差别。于是就在交界面附近产生了多数 载流子的扩散运动。
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3、 杂质的补偿作用
❖ 实际的半导体中既有施主杂质(浓度nd), 又有受主杂质(浓度na),两种杂质有补偿 作用:
❖ 若nd na——为n型(施主) ❖ 若nd na——为p型(受主) ❖ 利用杂质的补偿作用,可以制成 p-n 结。
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综上所述
Ⅲ族元素 Ⅴ族元素
掺入半导体, 分别成为
受主杂质 施主杂质
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❖ 1、N型半导体
❖ 四价的本征半导体 Si 、Ge等,掺入少量五价的杂质元素 (如P、As等)形成电子型半导体,称 n 型半导体。
❖ 量子力学表明,这种掺杂后多余的电子的能级在禁带中紧靠 空带处, 杂质电离能∆ED~10-2eV,极易形成电子导电。该 能级称为施主能级。
在n型半导体中,电子是多数载流子而空穴是少数载流子
在禁带中引入了 新的能级,分别为
常温下,杂质都 处于离化态
受主能级:比价带顶高ΔEA 施主能级:比导带底低ΔED
受主杂质向价带提供空穴而成为负电中心 施主杂质向导带提供电子而成为正电中心