半导体的类型-了解它们的分类

简介

我们已经从最基本的开始讲了很多原子的结构半导体及其基本概念晶体结构；现在我们来看看半导体的种类。

本征半导体

定义本征半导体有两种方法。简单地说，本质半导体是由非常纯的半导体材料构成的半导体。用更专业的术语来说，本征半导体是一种空穴数等于电子数的半导体导带．

这种半导体的禁能隙非常小，甚至室温下可用的能量也足以使价电子跃迁到传导带。

本征半导体的另一个特征是这种材料的费米能级位于价带和导带之间。这可以在数学上证明，这超出了本文讨论的范围。如果你不熟悉费米能级这个术语，它指的是找到电子的概率是0.5或一半的能量水平(记住概率是用0到1的刻度来测量的)。

非本征半导体

在这些半导体中，半导体材料的纯净状态被故意添加非常微量的杂质来稀释。更具体地说，这些杂质被称为掺杂剂或掺杂剂。必须记住的是，这种杂质的添加量真的非常少，一个典型的掺杂剂的浓度可能是一亿份中的一份，或者相当于0.01 ppm。

掺杂材料的选择是故意的，它们的价带中要么有5个电子，要么只有3个电子。因此，这些掺杂剂分别被称为五价掺杂剂或三价掺杂剂。

该类型的掺杂剂还产生了两种类型的外部半导体，即p型和n型半导体。

五价掺杂剂如锑被称为供体杂质，因为它们在晶体结构中提供了一个额外的电子，这是共价键目的所不需要的，并且很容易被转移到传导带。这个电子不会在价带中产生相应的空穴，因为它已经过量了，因此在掺杂这种材料后，像锗这样的基材含有的电子比空穴多，因此命名为n型本征半导体。

另一方面，当三价掺杂剂如硼被添加到锗中时，由于与上一节所描述的完全相反的过程，会形成额外或额外的孔。因此，这种掺杂剂也称为受体，产生了p型半导体。

因此，电子是n型电流的主要载流子，而空穴是少数载流子。p型半导体的情况正好相反。另一个区别是，本征半导体的费米能级位于价带和导带之间的某个位置，在n型情况下它向上移动，而在p型情况下由于明显的原因向下漂移。

在了解了各种类型的半导体之后，我们现在将看到n型和p型半导体材料连接在一起形成一个称为P-N结的结时会发生什么，以及它对数字电子学有什么用处。