半导体-P型硅&N型硅

半导体(比如纯净的硅)本身导电能力很差. 为了让它能导电, 工程师会在纯硅中故意掺杂一些其他元素的原子, 根据掺入元素的不同, 就形成了 N型硅 和 P型硅.

硅（Si）是四价元素 , 意思是它的原子最外层有 4 个电子.

在晶体中, 每个硅原子会和周围的 4 个硅原子互相分享电子, 形成非常稳固的共价键. 因为大家把电子抱得很紧, 纯硅里几乎没有可以自由移动的电荷, 所以导电性极差.

字母 N 代表 Negative(负的), 因为它的主要导电粒子带负电.

在纯硅中掺入五价元素 (比如磷 P、砷 As). 五价元素最外层有 5 个电子.

当这个五价原子挤进硅原子的队伍时, 它的 4 个电子会和周围的硅原子顺利牵手组队, 但是, 它多出了 1 个电子无处安放.

这个多出来的电子非常容易脱离束缚, 变成可以到处跑的自由电子.

N型半导体中, 多数载流子(主力军)是自由电子 , 掺杂剂是五价原子.

左：硅原子(4价, 最外层4个电子)

中：磷原子(5价, 最外层5个电子), 作为施主杂质

右：磷原子掺入硅晶格后, 多余的第5个电子成为自由电子(多数载流子)

字母 P 代表 Positive(正的), 因为它的主要导电机制表现得像带正电.

在纯硅中掺入三价元素 (比如硼 B、镓 Ga). 三价元素最外层只有 3 个电子.

当三价原子挤进队伍时, 它只能和周围 3 个硅原子牵手. 面对第 4 个硅原子时, 它没有电子可以拿出来了, 于是这里就留下了一个空位.

这个空位非常渴望电子, 旁边硅原子的电子很容易跳过来填补这个空位, 导致原来的地方又产生新的空位.

这种空位不断移动 的现象, 物理学上把它等效看作是一个带正电的粒子在移动, 我们称之为空穴(Hole).

P型半导体中, 多数载流子(主力军)是空穴 , 掺杂剂是三价原子.

硼原子(3价)掺入硅晶格后, 因缺少一个电子形成空穴(Hole), 成为多数载流子.

当()掺杂剂的原子加入到硅, 得到的材料称为P型硅, 其中()是多数载流子. D

A. 三价, 电子;

B. 五价, 空穴;

C. 五价, 电子;

D. 三价, 空穴.