半导体

n型半导体

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

设想一间安静的房间,几乎没人走动,这时你放进一小群坐不住、四处踱步的人。所有的跑动都由这几个好动的人完成。n 型半导体就像这样一间房:晶体里有一群自由电子,几乎全部传导电流的工作都由它们承担。

要做出 n 型半导体,就往纯净晶体里掺入施主原子——这些杂质各自向导带释放一颗多余的、束缚松弛的电子。结果便是一种自由电子远多于空穴的材料。由于电子在数量上远超空穴,电子是多数载流子,空穴是少数载流子。这里的 n 取自负电荷(negative),也就是电子电荷的符号。

n 型材料是几乎所有半导体器件两种核心成分之一;把它与 p 型材料接合,就形成让二极管、晶体管和太阳能电池得以工作的结。一点值得强调:n 型并不意味着材料带负电。掺入的施主在身后留下固定的正离子,恰好抵消那些多余电子,所以晶体整体仍是电中性的。

掺磷的硅是教科书式的 n 型材料。每个磷原子贡献一颗自由电子,因此一块掺磷的硅,主要靠这些电子在导带中流动来导电。

掺磷的硅:电子是多数载流子。

即便是 n 型材料,也仍有少量由普通热激发产生的空穴,只是数量远远处于劣势。这些少数空穴并非无关紧要——在晶体管和太阳能电池里,少数载流子的行为可能起决定性作用。

又称
negative-type semiconductorn型半导体