p型和n型半导体之间的区别

主要区别 – p 型与 n 型半导体

p 型和 n 型半导体对于现代电子产品的构建绝对至关重要。它们非常有用，因为它们的传导能力很容易控制。二极管和晶体管是各种现代电子产品的核心，它们的结构需要 p 型和 n 型半导体。这 主要区别 p型和n型半导体之间是 p型半导体是通过添加III族元素的杂质制成的 到本征半导体，而在 n型半导体，杂质为IV族元素.

什么是半导体

一种 半导体 是一种导电率介于导体和绝缘体之间的材料。在里面 固体能带理论，能级以能带表示。根据这个理论，对于要导电的材料，价带的电子应该能够向上移动到导带（请注意，这里的“向上移动”并不是指电子物理向上移动，而是电子获得一定量的与导带能量相关的能量）。根据该理论，金属（它们是导体）具有价带与导带重叠的能带结构。因此，金属很容易导电。在绝缘体中，带隙价带和导带之间的距离很大，电子很难进入导带。相比之下，半导体的价带和导带之间的间隙很小。例如，通过提高温度，可以为电子提供足够的能量，使它们能够从价带移动到导带。然后，电子可以在导带中移动，半导体可以导电。

在固体能带理论下如何看待金属（导体）、半导体和绝缘体。

本征半导体 是每个原子具有四个价电子的元素，即出现在元素周期表“IV 族”中的元素，例如硅 (Si) 和锗 (Ge)。由于每个原子有四个价电子，这些价电子中的每一个都可以与相邻原子中的一个价电子形成共价键。这样，所有的价电子都将参与共价键。严格来说，情况并非如此：根据温度，许多电子能够“破坏”它们的共价键并参与传导。然而，在称为半导体的过程中，通过向半导体添加少量杂质可以大大提高半导体的导电能力。 兴奋剂.添加到本征半导体中的杂质称为 掺杂剂.掺杂的半导体被称为 外在半导体.

什么是n型半导体

n 型半导体是通过在本征半导体中加入少量的 V 族元素如磷 (P) 或砷 (As) 制成的。 V族元素每个原子有五个价电子。因此，当这些原子与 IV 族原子键合时，由于材料的原子结构，五个价电子中只有四个可以参与共价键。这意味着每个掺杂原子都有一个额外的“自由”电子，然后可以进入导带并开始导电。因此，n型半导体中的掺杂原子称为 捐助者 因为它们向导带“捐赠”了电子。根据能带理论，我们可以想象来自施主的自由电子的能级接近导带的能量。由于能隙很小，电子很容易跳入导带并开始传导电流。

什么是p型半导体

p 型半导体是通过用诸如硼 (B) 或铝 (Al) 的 III 族元素掺杂本征半导体制成的。在这些元素中，每个原子只有三个价电子。当这些原子被添加到本征半导体中时，三个电子中的每一个都可以与来自本征半导体的三个周围原子的价电子形成共价键。然而，由于晶体结构的原因，掺杂原子如果多一个电子就可以形成另一个共价键。换句话说，现在电子有一个“空位”，而这种“空位”通常被称为洞.掺杂剂原子现在可以从周围原子中的一个原子中取出一个电子并使用它来形成键。在 p 型半导体中，掺杂原子被称为受体因为他们自己拿电子。

现在，电子被偷走的原子也留下了一个洞。这个原子现在可以从它的一个邻居那里窃取一个电子，而后者又可以从它的一个邻居那里窃取一个电子……依此类推。这样，我们实际上可以想象一个“带正电的空穴”可以穿过材料的价带，就像电子可以穿过导带一样。导带中的“空穴运动”可以看作是电流。请注意，对于给定的电位差，价带中空穴的运动与导带中电子运动的方向相反。在 p 型半导体中，空穴被称为 多数运营商 而导带中的电子是 少数载流子.

根据能带理论，被接受电子的能量（“受主能级”）略高于价带能量。价带中的电子很容易达到这个能级，从而在价带中留下空穴。下图说明了本征、n 型和 p 型半导体中的能带。