雜質半導體的導電性能與什麼有關
1. 雜質和缺陷對半導體電性能產生影響的機理是什麼
施主和受主雜質可以提供載流子,增大電導率;非施主和受主雜質往往會產生回復合中心,減短非平衡載流答子壽命;缺陷一般是產生復合中心。各種雜質和缺陷都對載流子都有散射作用,使遷移率降低,降低電導率。參見「http://blog.163.com/xmx028@126/」中的有關說明。
2. 為什麼「在純凈的半導體中摻入微量的雜質,會使半導體的導電性能大大增強」
半導體中的雜質對電阻率的影響非常大。半導體中摻入微量雜質時,雜質原子附近的周期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態,在禁帶中產加的雜質能級。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質原子時,雜質原子作為晶格的一分子,其五個價電子中有四個與周圍的鍺(或硅)原子形成共價結合,多餘的一個電子被束縛於雜質原子附近,產生類氫能級。雜質能級位於禁帶上方靠近導帶底附近。雜質能級上的電子很易激發到導帶成為電子載流子。這種能提供電子載流子的雜質稱為施主,相應能級稱為施主能級。施主能級上的電子躍遷到導帶所需能量比從價帶激發到導帶所需能量小得多(圖2)。在鍺或硅晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質原子時,雜質原子與周圍四個鍺(或硅)原子形成共價結合時尚缺少一個電子,因而存在一個空位,與此空位相應的能量狀態就是雜質能級,通常位於禁帶下方靠近價帶處。價帶中的電子很易激發到雜質能級上填補這個空位,使雜質原子成為負離子。價帶中由於缺少一個電子而形成一個空穴載流子(圖3)。這種能提供空穴的雜質稱為受主雜質。存在受主雜質時,在價帶中形成一個空穴載流子所需能量比本徵半導體情形要小得多。半導體摻雜後其電阻率大大下降。加熱或光照產生的熱激發或光激發都會使自由載流子數增加而導致電阻率減小,半導體熱敏電阻和光敏電阻就是根據此原理製成的。對摻入施主雜質的半導體,導電載流子主要是導帶中的電子,屬電子型導電,稱N型半導體。摻入受主雜質的半導體屬空穴型導電,稱P型半導體。半導體在任何溫度下都能產生電子-空穴對,故N型半導體中可存在少量導電空穴,P型半導體中可存在少量導電電子,它們均稱為少數載流子。在半導體器件的各種效應中,少數載流子常扮演重要角色。
3. 簡述影響半導體導電性能的因素有哪些 簡答題 答案
主要是摻入的雜質種類和數量、以及工作溫度,從而影響到載流子濃度和遷移率,結果使得半導體的電導率發生變化。
4. 半導體中摻入雜質越多導電越好、我若反過來會成什麼樣呢
反過來不好吧,會導電不好,但是我也沒試過,最好別玩。。。。
5. 由於雜質半導體主要靠多子導電,其溫度特性要遠好於本徵半導體,這是為什麼
你說的導電性能好是指電阻率低.電阻率主要決定於材料中載流子的濃度和遷移率版,兩者均與雜質濃度和溫度有關系權.
當不進行摻雜時,為純半導體材料(本徵半導體),其導電是需要特殊外界條件的(比如溫度),本徵半導體的電阻率隨溫度增加單調下降.
對於雜質半導體:
摻雜雜質使其導電性能變好主要是由於摻雜特定雜志和雜質電力提供載流子,載流子濃度增加從而電阻率降低,導電性能變好.但其也與溫度有很大關系
溫度很低時,本徵激發忽略,主要由雜質電離提供載流子,它隨溫度升高而增加;散射主要由電離雜質決定,遷移率隨溫度升高增大,所以電阻率下降.
溫度繼續升高,雜質全部電離,本徵激發還不顯著時,載流子基本不變,晶格振動是主要影響因素,遷移率隨溫度升高而降低,所以電阻率隨溫度升高而增大.
繼續升高到本徵激發很快增加時,本徵激發稱為主要影響因素,表現出同本證半導體相同的特徵.
6. 半導體的導電性能與哪些因素有關
半導體
導電性能介於導體與絕緣體之間的材料,叫做半導體.
例如:鍺、硅版、砷化鎵等.權
半導體在科學技術,工農業生產和生活中有著廣泛的應用.(例如:電視、半導體收音機、電子計算機等)
半導體的一些電學特性
①壓敏性:有的半導體在受到壓力後電阻發生較大的變化.
用途:製成壓敏元件,接入電路,測出電流變化,以確定壓力的變化.
②熱敏性:有的半導體在受熱後電阻隨溫度升高而迅速減小.
用途:製成熱敏電阻,用來測量很小范圍內的溫度變化.
③光敏性,有的半導體在光照下電阻大為減小.
用途:製成光敏電阻,用於對光照反映靈敏的自動控制設備中.
7. 雜質半導體的雜質半導體的導電特性
本徵半導體的導電能力很弱,熱穩定性也很差,因此,不宜直接用它製造半導體器件。半導體器件多數是用含有一定數量的某種雜質的半導體製成。根據摻入雜質性質的不同,雜質半導體分為N型半導體和P型半導體兩種。
一、N型半導體在本徵半導體硅(或鍺)中摻入微量的5價元素,例如磷,則磷原子就取代了硅晶體中少量的硅原子,占據晶格上的某些位置。由圖可見,磷原子最外層有5個價電子,其中4個價電子分別與鄰近4個硅原子形成共價鍵結構,多餘的1個價電子在共價鍵之外,只受到磷原子對它微弱的束縛,因此在室溫下,即可獲得掙脫束縛所需要的能量而成為自由電子,游離於晶格之間。失去電子的磷原子則成為不能移動的正離子。磷原子由於可以釋放1個電子而被稱為施主原子,又稱施主雜質。
在本徵半導體中每摻入1個磷原子就可產生1個自由電子,而本徵激發產生的空穴的數目不變。這樣,在摻入磷的半導體中,自由電子的數目就遠遠超過了空穴數目,成為多數載流子(簡稱多子),空穴則為少數載流子(簡稱少子)。顯然,參與導電的主要是電子,故這種半導體稱為電子型半導體,簡稱N型半導體。
二、P型半導體在本徵半導體硅(或鍺)中,若摻入微量的3價元素,如硼,這時硼原子就取代了晶體中的少量硅原子,占據晶格上的某些位置。由圖可知,硼原子的3個價電子分別與其鄰近的3個硅原子中的3個價電子組成完整的共價鍵,而與其相鄰的另1個硅原子的共價鍵中則缺少1個電子,出現了1個空穴。這個空穴被附近硅原子中的價電子來填充後,使3價的硼原子獲得了1個電子而變成負離子。同時,鄰近共價鍵上出現1個空穴。由於硼原子起著接受電子的作用,故稱為受主原子,又稱受主雜質。
在本徵半導體中每摻入1個硼原子就可以提供1個空穴,當摻入一定數量的硼原子時,就可以使半導體中空穴的數目遠大於本徵激發電子的數目,成為多數載流子,而電子則成為少數載流子。顯然,參與導電的主要是空穴,故這種半導體稱為空穴型半導體,簡稱P型半導體。
8. 摻雜對半導體導電性能的影響有那些
不摻雜的半導體為本徵半導體,導電依靠受熱激發的產生的激發電子和空穴.而摻雜專可以在很大程度上提屬高半導體的導電性.
摻雜可分為N型摻雜和P型摻雜.N型摻雜會增加N(電子)導電.P型摻雜增加空穴導電.
PN結就是半導體一部分P型摻雜,一部分N型摻雜形成的.
希望對你有所幫助.
9. 雜質對半導體材料導電類型的影響
按照雜質在半導體材料中的行為可分為施主雜質、受主雜質和電中性雜質。按照雜內質電離能的大小可分為淺能容級雜質和深能級雜質。淺能級雜質對半導體材料導電性質影響大,而深能級雜質對少數載流子的復合影響更顯著。氧、氮、碳在半導體材料中的行為比較復雜,所起的作用與金屬雜質不同,以硅和砷化鎵為例敘述雜質的行為。 1可能影響半導體的單向導電性2造成電路短路3燒壞用電器答案補充
半導體中的雜質對電導率的影響非常大,本徵半導體經過摻雜就形成雜質半導體,一般可分為N型半導體和P型半導體。半導體中摻入微量雜質時,雜質原子附近的周期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態,在禁帶中產生附加的雜質能級。能提供電子載流子的雜質稱為施主(donor)雜質,相應能級稱為施主能級,位於禁帶上方靠近導帶底附近。
10. 雜質半導體的特徵是什麼
在本徵半導體中摻入微量雜質形成雜質半導體後,其導電性能將發生顯著變化。按摻入雜質的不同,雜質半導體可分為N型半導體和P型半導體。N型半導體如果在本徵半導體硅(或鍺)中摻入微量5價雜質元素,如磷、銻、砷等,由於雜質原子的最外層有5個價電子,當其中的4個與硅原子形成共價鍵時,就會有多餘的1個價電子。這個電子只受自身原子核的吸引,不受共價鍵的束縛,室溫下就能變成自由電子,如圖2.2(a)所示。磷(或銻、砷)原子失去一個電子後,成為不能移動的正離子。摻入的雜質元素越多,自由電子的濃度就越高,數量就越多。並且在這種雜質半導體中,電子濃度遠遠大於空穴濃度。因此,電子稱為多數載流子(簡稱多子),空穴稱為少數載流子(簡稱少子)。在外電場的作用下,這種雜質半導體的電流主要是電子電流。由於電子帶負電荷,因此這種以電子導電為主的半導體稱為N型半導體。
P型半導體
如果在本徵半導體硅(或鍺)中摻入微量3價元素,如硼、鎵、銦等,由於雜質原子的最外層有3個價電子,當它和周圍的硅原子形成共價鍵時,將缺少1個價電子而出現1個空穴,附近的共價鍵中的電子很容易來填補。如圖2.2(b)所示。硼(或鎵、銦)原子獲得1個價電子後,成為不能移動的負離子,同時產生1個空穴。所以,摻入了3價元素的雜質半導體,空穴是多數載流子,電子是少數載流子。在外電場的作用下,其電流主要是空穴電流。這種以空穴導電為主的半導體稱為P型半導體。
綜上所述,在本徵半導體中摻入5價元素可以得到N型半導體,摻入3價元素可以得到P型半導體。在N型半導體中,由於自由電子數目大大增加,增加了與空穴復合的機會,因此空穴數目便減少了;同樣,在P型半導體中,空穴數目大大增加,自由電子數目較摻雜前減少了。由此可知,多數載流子的濃度取決於摻雜濃度;而少數載流子的濃度受溫度影響很大。
本徵半導體中電子和空穴的濃度相等,而摻雜半導體中電子和空穴的濃度差異相當大。在動態平衡條件下,N型半導體和P型半導體中少數載流子的濃度滿足下列關系:
pi·ni=pp·np=pn·nn
式中,pi,ni,pp,np,pn,nn分別為本徵半導體,P型半導體和N型半導體中的空穴濃度和電子濃度。
應當注意的是,摻雜後對於P型半導體和N型半導體而言,盡管都有一種載流子是多數載流子,一種載流子是少數載流子,但整個半導體中由於正負電荷數是相等的,它們的作用相互抵消,因此保持電中性。
希望能幫到您!