1、本征半導體
純凈晶體結構的半導體我們稱之為本征半導體。常用的半導體材料有:硅和鍺。它們都是四價元素,原子結構的最外層軌道上有四個價電子,當把硅或鍺制成晶體時,它們是靠共價鍵的作用而緊密聯(lián)系在一起。
共價鍵中的一些價電子由于熱運動獲得一些能量,從而擺脫共價鍵的約束成為自由電子,同時在共價鍵上留下空位,我們稱這些空位為空穴,它帶正電。 在外電場作用下,自由電子產生定向移動,形成電子電流
一般來說,共價鍵中的價電子不完全象絕緣體中價電子所受束縛那樣強,如果能從外界獲得一定的能量(如光照、升溫、電磁場激發(fā)等),一些價電子就可能掙脫共價鍵的束縛而成為自由電子,將這種物理現象稱作為本征激發(fā)。
本征半導體中的自由電子和空穴總是成對出現,同時又不斷復合,在一定溫度下達到動態(tài)平衡,載流子便維持一定數目。溫度愈高,載流子數目愈多,導電性能也就愈好。所以,溫度對半導體器件性能的影響很大。
2 、摻雜半導體
相對而言,本征半導體中載流子數目極少,導電能力仍然很低。但如果在其中摻入微量的雜質,所形成的雜質半導體的導電性能將大大增強。由于摻入的雜質不同,雜質半導體可以分為N型和P型兩大類。
型半導體中摻入的雜質為磷或其他五價元素,磷原子在取代原晶體結構中的原子并構成共價鍵時,多余的第五個價電子很容易擺脫磷原子核的束縛而成為自由電子,于是半導體中的自由電子數目大量增加,自由電子成為多數載流子,空穴則成為少數載流子。
P型半導體中摻入的雜質為硼或其他三價元素,硼原子在取代原晶體結構中的原子并構成共價鍵時,將因缺少一個價電子而形成一個空穴,于是半導體中的空穴數目大量增加,空穴成為多數載流子,而自由電子則成為少數載流子。