半導體

n型半導體

/ EN-type SEM-ee-kun-DUK-ter /

設想一間安靜的房間,幾乎沒人走動,這時你放進一小群坐不住、四處踱步的人。所有的跑動都由這幾個好動的人完成。n 型半導體就像這樣一間房:晶體裡有一群自由電子,幾乎全部傳導電流的工作都由它們承擔。

要做出 n 型半導體,就往純淨晶體裡摻入施體原子——這些雜質各自向導帶釋放一顆多餘的、束縛鬆弛的電子。結果便是一種自由電子遠多於空穴的材料。由於電子在數量上遠超空穴,電子是多數載流子,空穴是少數載流子。這裡的 n 取自負電荷(negative),也就是電子電荷的符號。

n 型材料是幾乎所有半導體器件兩種核心成分之一;把它與 p 型材料接合,就形成讓二極體、晶體管和太陽能電池得以工作的接面。一點值得強調:n 型並不意味著材料帶負電。摻入的施體在身後留下固定的正離子,恰好抵消那些多餘電子,所以晶體整體仍是電中性的。

摻磷的矽是教科書式的 n 型材料。每個磷原子貢獻一顆自由電子,因此一塊摻磷的矽,主要靠這些電子在導帶中流動來導電。

摻磷的矽:電子是多數載流子。

即便是 n 型材料,也仍有少量由普通熱激發產生的空穴,只是數量遠遠處於劣勢。這些少數空穴並非無關緊要——在晶體管和太陽能電池裡,少數載流子的行為可能起決定性作用。

又稱
negative-type semiconductorn型半导体