电子与空穴

杂质半导体的多子和少子是描述其导电特性的核心概念，具体如下：

一、定义与分类

1. 多子

   • N型半导体 ：由5价杂质（如磷、砷）掺入形成，多余电子成为多数载流子，负责导电。 - P型半导体 ：由3价杂质（如硼、镓）掺入形成，空穴成为多数载流子，主导导电。

2. 少子

   • N型半导体 ：由5价杂质掺入产生的空穴，浓度远低于电子。 - P型半导体 ：由3价杂质掺入产生的自由电子，浓度远低于空穴。

二、产生机制

• 多子 ：直接由杂质原子替代本征原子形成，如N型中的磷原子替代硅原子多出一个电子。- 少子 ：由本征半导体中的电子或空穴受激发后跃迁到杂质能级形成，如P型中硅原子失去电子形成空穴。

三、特性

• N型 ：电子浓度远大于空穴，导电性以电子为主，电场增强时多子浓度随浓度变化更显著。- P型 ：空穴浓度远大于电子，电场增强时少子浓度随温度升高变化更明显。

四、应用

多子和少子的浓度差异是PN结形成内电场的基础，通过控制掺杂浓度和温度可调节半导体器件的导电性能。