N型半导体和P型半导体是两种通过杂质掺杂形成的半导体类型,其核心区别在于载流子类型和导电机制。以下是关键信息整合:
一、基本定义与结构
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N型半导体
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通过向纯净硅晶体中掺入 五价元素 (如磷、锑),形成施主杂质。
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掺杂后,硅原子失去一个电子成为带正电的离子,而多余的电子成为自由电子(多子),主导导电。
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P型半导体
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通过向硅晶体中掺入 三价元素 (如硼、铟),形成受主杂质。
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掺杂后,硅原子获得一个空穴(多子),空穴通过移动导电,而电子成为少数载流子。
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二、载流子与导电性
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N型 :自由电子浓度远高于空穴,导电主要由电子完成,导电性能随杂质浓度增加而增强。
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P型 :空穴浓度远高于自由电子,导电主要由空穴完成,同样随杂质浓度增加而增强。
三、应用与特性
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N型半导体 :常见于二极管、晶体管等电子元件,作为电流的主要传导路径。
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P型半导体 :常与N型结合形成PN结,实现单向导电特性。### 四、电中性原理
尽管N型和P型半导体分别多出电子和空穴,但整体电荷保持平衡,因空穴带正电,电子带负电,数量相等,故材料呈电中性。