数(1.38×10-23J/K);e是自然对数的底。在T=300K(室温)时:Р硅的本征载流子浓度ni=pi=1.4×1010cm-3Р锗的本征载流子浓度ni=pi=2.5×1013cm-3Р硅与锗的本征载流子浓度不同,主要是两种晶体的激活能不同所引起的。Р本征载流子浓度随温度上升而迅速增大,因此,半导体的导电能力也随温度上升而显著增强,这正是前面所讨论过的半导体的导电特性之一的热敏性。Р另一方面,理论分析与实践都证明,对本征半导体来说,在一定温度下,空穴本征浓度pi与电子本征浓度ni的乘积等于常数,即:nipi=常数Р又因为本征半导体的ni=pi,因此有nipi=ni2=常数Р正是由于在一般室温下,本征载流子浓度很低,使半导体的导电能力远远不能满足需要,考虑到半导体掺杂之后导电能力剧增的特性,杂质半导体应运而生。Р4. 杂质半导体Р本征半导体虽然有自由电子和空穴两种载流子,但由于数量极少导电能力仍然很低。如果在其中掺入某种元素的微量杂质,将使掺杂后的杂质半导体的导电性能大大增强。掺入杂质的半导体称为杂质半导体,它是制造半导体器件的基础材料。Р说明:在半导体掺入杂质时,从数量而言,所掺入的杂质是极其微弱的,一般在百万分之一以下,纵使是重度掺杂,也只有万分之一。因此,掺杂后,半导体的晶体结构不发生变化,只是在晶体点阵的某些位置上,半导体原子被杂质原子所代替。Р掺入杂质不同,可形成两种不同类型的杂质半导体:Р4.1 N型半导体Р在本征半导体硅或锗的晶体中,掺入少量五价元素(如磷或砷),即可得到N型半导体。Р由于磷是五价元素,其最外层有5个价电子,而组成共价键时,只有4个价电子参与,势必剩下一个电子,这个多余的电子非常容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子,这样就使掺入磷杂质的半导体晶格中,自由电子的数量大大增加。因此自由电子是这种半导体的导电主流。在室温情况下,本征硅中的磷杂质等于
全文预览
