材料的電性質

P 型半導體

P 型半導體(p-type semiconductor)是經過摻雜、使電流主要由帶正電的電洞載送的半導體,「p」代表 positive(正)。做法是加入受體原子,每個都少一個電子才能完成鍵結,因而製造出一個電洞。晶體最終充滿可移動的電洞,它們像正電粒子在材料中漂移一樣載送電流。

配方與 N 型相對稱。矽每個原子有 4 個價電子。在一個矽位置放入一個硼原子(第三族,只有 3 個價電子),它只能完成四個鍵中的三個,留下一個鍵少一個電子。那個缺席的電子就是一個電洞。鄰近的一個價電子很容易跳過來填補它,但這麼一來又在它原來的地方留下一個電洞,所以電洞實際上移動了。因為這些受體造出的電洞數量遠超熱電子-電洞對,電洞成為多數載子、電子成為少數載子。費米能階往下移,朝價帶靠近。

P 型是 N 型不可或缺的搭檔:把兩者接合就造出 PN 接面,是每個二極體與電晶體的基礎。與先前一樣的誠實:一塊 P 型矽是電中性的,並非帶正電。可移動的電洞被固定的負硼離子平衡(每個硼抓走它所需的那個多餘電子、成為負離子)。硼、鋁、鎵是矽的常用受體。電洞是一種記帳工具,實際上是許多電子在挪動,但把它當成單一的正載子能讓物理大為簡化,而且完全正確。

在矽中摻入每立方公尺 10^22 個硼原子,就得到每立方公尺約 10^22 個可移動電洞,即多數載子。施加電場,這些電洞沿電場方向漂移(與實際跳動的電子相反),載送電流。其行為完全像一群正電粒子在流動,這就是為什麼符號是「p」。

受體(第三族)以電洞填滿價帶;這塊材料整體仍保持電中性。

和 N 型一樣,P 型整體是電中性的,帶正電的可移動電洞被固定的負受體離子平衡。而電洞不是正電子或質子;它們只是缺席的電子,整體表現得像正電荷。

又称
p-typeacceptor-doped semiconductorP 型電洞型半導體