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杂质半导体
杂质向导带和价带提供电子和空穴的过程（电子从施主能级向导带的跃迁或空穴从受主能级向价带的跃迁）称为杂质电离或杂质激发。具有杂质激发的半导体称为杂质半导体
杂质激发
杂质半导体
电子从价带直接向导带激发，成为导带的自由电子，这种激发称为本征激发。只有本征激发的半导体称为本征半导体。
本征激发
N型和P型半导体都是杂质半导体
施主向导带提供的载流子
=1016～1017/cm3 》 本征载流子浓度
杂质半导体中杂质载流子浓度远高于本征载流子浓度
Si的原子浓度为1022～1023/cm3
掺入P的浓度/Si原子的浓度=10-6
例如：Si 在室温下，本征载流子浓度为1010/cm3，
上述杂质的特点：
施主杂质：
受主杂质：
浅能级杂质
杂质的双重作用：
改变半导体的导电性
决定半导体的导电类型
杂质能级在禁带中的位置
4. 浅能级杂质电离能的简单计算
+
-
施主
-
+
受主
浅能级杂质=杂质离子+束缚电子（空穴）
类氢模型
玻尔原子电子的运动轨道半径为：
n=1为基态电子的运动轨迹
玻尔能级：
玻尔原子模型
类氢模型
氢原子中电子能量
n=1,2,3……，为主量子数，当n=1和无穷时
氢原子基态电子的电离能
考虑到正、负电荷处于介电常数ε=ε0εr的介质中，且处于晶格形成的周期性势场中运动，所以电子的惯性质量要用有效质量代替
定义：
受主杂质
III族元素在硅、锗中电离时能够接受电子而产生导电空穴并形成负电中心，称此类杂质为受主杂质或p型杂质。
受主电离
受主杂质释放空穴的过程。
受主能级
被受主杂质束缚的空穴的能量状态，记为EA。受主电离能量为ΔEA
p型半导体
依靠价带空穴导电的半导体。
施主和受主浓度：ND、NA
施主：Donor，掺入半导体的杂质原子向半导体中提供导电的电子，并成为带正电的离子。如Si中掺的P 和As
受主：Acceptor，掺入半导体的杂质原子向半导体提供导电的空穴，并成为带负电的离子。如Si中掺的B
小结！
等电子杂质
N型半导体
特征：
a 施主杂质电离，导带中出现施主提供的导电电子
b 电子浓度n 〉空穴浓度p
P 型半导体
特征：
a 受主杂质电离，价带中出现受主提供的导电空穴
b空穴浓度p 〉电子浓度n
EC
ED
EV
EA
-
-
-
-
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
+
Eg
N型和P型半导体都称为极性半导体
P型半导体价带空穴数由受主决定，半导体导电的载流子主要是空穴。空穴为多子，电子为少子。
N型半导体导带电子数由施主决定，半导体导电的载流子主要是电子。电子为多子，空穴为少子。
多子——多数载流子
少子——少数载流子

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