半导体

施主

/ DOH-ner /

把硅原子想成一个个正好有四只手的人,各自与四个邻居拉手——每只手都占着,没有空闲。现在放进一个有五只手的原子,比如磷。四只手照常拉住邻居,第五只手却没人可拉。那只孤零零的第五只手几乎挂不住,轻轻一碰就松开。

施主是一种杂质原子,它比寄主成键所需多带一颗外层电子,于是把这颗多余的电子捐给晶体。由于这颗多余电子被束缚得很松,连室温下温和的热量都足以把它摇进导带,让它能够移动、传导电流。施主原子则被留下,成为一个固定的、带正电的位点,但它无法移动——能动的只有那颗被释放的电子。

施主正是工程师有意添加可移动电子的办法,由此造出所谓的 n 型半导体(n 取自电子的负电荷 negative)。诚实的微妙之处在于:施主并非凭空造出电荷。晶体整体仍保持中性,因为带正电的施主离子与带负电的电子相互抵消——只不过现在电子能自由游走,而离子留在原地。

磷、砷、锑是硅中常见的施主——它们各有五颗外层电子,而硅只有四颗。第五颗电子束缚得极弱,以至于在室温下几乎全都已经自由。

像磷这样的第五主族原子,每个都向硅捐出一颗束缚松弛的电子。

施主的镜像是受主,它的外层电子少一颗,因而制造的是空穴。施主给出电子,受主拿走电子。

又称
donor impurityn-type dopant施主杂质