为什么“在纯净的半导体中掺入微量的杂质，会使半导体的导电性能大大增强”？

发布网友发布时间：2022-11-20 01:30

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热心网友时间：2023-10-09 22:27

　　半导体中的杂质对电阻率的影响非常大。半导体中掺入微量杂质时，杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态，在禁带中产加的杂质能级。例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时，杂质原子作为晶格的一分子，其五个价电子中有四个与周围的锗（或硅）原子形成共价结合，多余的一个电子被束缚于杂质原子附近，产生类氢能级。杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近。杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子。这种能提供电子载流子的杂质称为施主，相应能级称为施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多（图2）。在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时，杂质原子与周围四个锗（或硅）原子形成共价结合时尚缺少一个电子，因而存在一个空位，与此空位相应的能量状态就是杂质能级，通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位，使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子（图3）。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时，在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小，半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的。对掺入施主杂质的半导体，导电载流子主要是导带中的电子，属电子型导电，称N型半导体。掺入受主杂质的半导体属空穴型导电，称P型半导体。半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对，故N型半导体中可存在少量导电空穴，P型半导体中可存在少量导电电子，它们均称为少数载流子。在半导体器件的各种效应中，少数载流子常扮演重要角色。

热心网友时间：2023-10-09 22:27

有了共价元素，掺入硅或锗，产生了自由电子和空穴，所以使半导体的导电性能大大增强

热心网友时间：2023-10-09 22:28

导电靠离子呀加了杂质，相当于离子增多了~~ 所以导电也就增强了—

热心网友时间：2023-10-09 22:28

不掺杂的半导体为本征半导体，导电依靠受热激发的产生的激发电子和空穴。而掺杂可以在很大程度上提高半导体的导电性。
掺杂可分为N型掺杂和P型掺杂。N型掺杂会增加N(电子)导电。P型掺杂增加空穴导电。
PN结就是半导体一部分P型掺杂，一部分N型掺杂形成的。