N型、P型半導(dǎo)體與N+型、P-型半導(dǎo)體

就材料的導(dǎo)電性而言，大致可以分為絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體三大類（圖1.5），無(wú)論哪種材料，都有一定的電阻，另外還有一類沒(méi)有
電阻的“超導(dǎo)體”，只是目前在常溫條件下還沒(méi)有實(shí)用化。這三類材料之間并無(wú)絕對(duì)的界限，一定條件下是可以轉(zhuǎn)化的。

材料的導(dǎo)電性是由材料中的自由電子(Extra electron)的數(shù)量決定的。從能量的角度來(lái)看，自由電子的能量比較高，因此往外力的作用下（電場(chǎng)等）可以自由移動(dòng)，如果將它們集中起來(lái)，就是導(dǎo)帶(Conduction Band)，剩下的部分就是價(jià)帶( Valence Band)，參見(jiàn)圖1.6。價(jià)帶的電子如果獲得足夠的能量，也能夠變成導(dǎo)帶的自由電子。從價(jià)帶到導(dǎo)帶之間的（能量）差（距離）稱為能隙。

導(dǎo)體（一般為金屬材料）的能隙非常小，在室溫下，只需很小的能量?jī)r(jià)帶的電子就能夠很容易跳躍至導(dǎo)帶而導(dǎo)電；絕緣體的靜隙比較大（通常大于9。V），電子很難跳躍至導(dǎo)帶，所以不導(dǎo)電；半導(dǎo)體的能隙約為1- 3eV，介于導(dǎo)體和絕緣體之間，只要給予適當(dāng)?shù)哪芰炕蛘吒淖兡芟兜拇笮?，就能夠?qū)щ姟?

在半導(dǎo)體小加入合適的“雜質(zhì)”就可以改變和控制它的能隙大小。如果在純Si（硅）中摻雜(l)oping)少量的As（砷）或P（磷），二者的最外層有五個(gè)電子，而Si外層只有4個(gè)電子，因此就會(huì)多出——個(gè)自由電子，這樣就形成了“N”型半導(dǎo)體，如圖1.7所示；如果在純Si巾?yè)饺松倭康腂(硼)，硼的最外層只有三個(gè)電子，這樣就少了一個(gè)電子，形成了一個(gè)空穴( Hole)，形成了“P”型半導(dǎo)體。

半導(dǎo)體中的自由電子和空穴通稱為載流子(Carrier)。需要說(shuō)明的是，沒(méi)有摻雜的普通半導(dǎo)體巾也是有自由電子和空穴的，只是數(shù)量相對(duì)比較少而已，因此這些原本就有的自由電子和空穴統(tǒng)稱為“少子”（少數(shù)載流子）；因?yàn)閾诫s而形成的自由電子和空穴的數(shù)暈相對(duì)比較多，因此通稱為“多子”（多數(shù)載流子）。

摻雜造成半導(dǎo)體材料中局部自由電子或者空穴增加的過(guò)程稱為“離子化”。前者稱為“負(fù)離子化”，后者稱為“正離子化”。僅采用摻雜丁藝形成的半導(dǎo)體材料，N型半導(dǎo)體因?yàn)樽杂呻娮訑?shù)量偏多而對(duì)外顯現(xiàn)負(fù)極性，有時(shí)候也標(biāo)識(shí)為“N-”，相應(yīng)的，P型半導(dǎo)體也標(biāo)為“P+”。采用非摻雜工藝，如高能離子輻照、激光照射等方法可以讓價(jià)帶的電子獲得足夠高的能量而成為自由電子，也可以讓自由電子失去足夠多的能量而降低為價(jià)帶的非自由電子，這種方法稱為“激發(fā)”，采用激發(fā)的方法使N型半導(dǎo)體中的空穴增多，使之對(duì)外顯示正極性，就成為“N+”半導(dǎo)體；使P型半導(dǎo)體中的自由電子增多，使之對(duì)外顯示負(fù)極性，就成為“P”半導(dǎo)體。

自由電子導(dǎo)電的方式與導(dǎo)線線巾電流的流動(dòng)類似，在電場(chǎng)作用下，負(fù)離子化(Ionization)程度高的原子將多余的電子向著離子化程度比較低的方向傳遞；空穴導(dǎo)電則是正離子化的材料中，原子核外由于電子缺失形成的窄穴在電場(chǎng)作用下，空穴被少子（白由電子）補(bǔ)入而造成空穴“移動(dòng)”所形成的電流（一般稱為正電流）

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