半导体的分类

教学四部：田维娜物质按导电能力分为哪几种，代表物质都有哪些？复习：一、导体：容易导电的物质。例：金属、石墨、人体、大地、食盐水溶液等常见的导体：二、绝缘体：不容易导电的物质。例：塑料、玻璃、橡胶、陶瓷、干木头、油、干燥的空气等常见的绝缘体：三、半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间常见的半导体材料：硅、锗主要应用于：电子工业计算机主机板1、按半导体材料分纯净半导体杂质半导体本征半导体空穴型半导体电子型半导体N型半导体P型半导体锗材料半导体硅材料半导体2、按是否掺入杂质分+4+4+4+4+4+4+4+4+4价电子共价键本征半导体结构示意图+4+4+4+4+4+4+4+4+4完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体称为本征半导体将硅或锗材料提纯便形成单晶体，它的原子结构为共价键结构。价电子共价键图1.1.1本征半导体结构示意图当温度T=0K(绝对零度)时，半导体不导电，如同绝缘体。第四版童诗白9纯净半导体（本征半导体）+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子图1.1.2本征半导体中的自由电子和空穴空穴若T，将有少数价电子克服共价键的束缚成为自由电子，在原来的共价键中留下一个空位——空穴。T自由电子和空穴使本征半导体具有导电能力，但很微弱。空穴可看成带正电的载流子。10纯净半导体（本征半导体）本征半导体中的载流子纯净半导体（本征半导体）自由电子带负电空穴带正电电子-空穴对电子电流空穴电流杂质半导体—电子型半导体一、电子型半导体(Negative)12N型半导体+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4五价元素+5杂质半导体—电子型半导体一、电子型半导体(Negative)在硅或锗的晶体中掺入少量的5价杂质元素，即构成N型半导体(或称电子型半导体)。常用的5价杂质元素有磷、锑、砷等。14N型半导体本征半导体掺入5价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有5个价电子，其中4个与硅构成共价键，多余一个电子只受自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。掺入的5价元素越多，形成的自由电子就越多，导电能力越强。电子称为多数载流子(简称多子)，空穴称为少数载流子(简称少子)。15杂质半导体—电子型半导体二、空穴型半导体（Positive）16+4+4+4+4+4+4+4+4+4本征半导体结构示意图P型半导体空穴+4+4+4+4+4+4+4+4+4三价元素+3二、空穴型半导体本征半导体掺入3价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被3价杂质原子代替。杂质原子最外层有3个价电子，其中3个与硅构成共价键，多余一个空位，即空穴。掺入的3价元素越多，形成的空穴就越多，导电能力越强。空穴称为多数载流子(简称多子)，电子称为少数载流子(简称少子)。18常见的三价杂质元素有：硼、铝、铟。二、空穴型半导体说明：1.掺入杂质的浓度决定多数载流子浓度；温度决定少数载流子的浓度。3.杂质半导体总体上保持电中性。4.杂质半导体的表示方法如下图所示。2.杂质半导体载流子的数目要远远高于本征半导体，因而其导电能力大大改善。(a)N型半导体(b)P型半导体图杂质半导体的的简化表示法192、在纯净半导体中掺入（）价元素可形成电子型半导体，也被称为（）。3、在纯净半导体中掺入（）价元素可形成空穴型半导体，也被称为（）。4、在N型半导体中，（）是多子，在P型半导体中（）是少子。1、导电能力介于导体与绝缘体之间的一类物质称为（）。常见的半导体材料是（）。课上练习：硅、锗半导体五P型半导体电子电子N型半导体三画出本征半导体、电子型半导体和空穴型半导体的晶体结构图。半导体按是否掺入杂质分类：纯净半导体杂质半导体非常纯净的单晶半导体本征半导体空穴型半导体电子型半导体N型半导体P型半导体