P型半导体和N型半导体的少子分别是电子和空穴,它们是掺杂半导体中浓度较低但对器件性能至关重要的载流子。少子浓度受温度影响显著,且直接决定二极管、晶体管等器件的开关特性与光响应能力。
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N型半导体的少子为空穴。当硅中掺入磷等五价元素时,多余电子成为多子,而热激发产生的空穴因浓度远低于电子成为少子。少子空穴的复合速度影响器件响应时间,例如在太阳能电池中,空穴寿命越长,光电转换效率越高。
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P型半导体的少子为电子。掺入硼等三价元素后,空穴为多子,而热激发或光照产生的自由电子成为少子。电子扩散长度(如,其中为扩散系数,为寿命)决定PN结的反向漏电流大小。
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少子的核心作用。尽管数量少,少子在双极型器件(如BJT)中主导电流传输;在光电探测器中,光生少子形成信号电流。通过掺杂金、铂或电子辐照可调控少子寿命,从而优化器件性能。
理解少子行为是设计高效半导体器件的基础,尤其在高温或高频应用中需重点考虑其温度敏感性。