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单晶硅与单晶锗

信息来源:nooeoo.com  时间:2008-02-16  浏览次数:215

  高纯的单晶硅、单晶锗都是很好的半导体材料,但如果掺杂后得到的掺杂半导体,其性能受掺杂的种类和数量控制,应用更为广泛。
  (1)P型半导体 单晶硅是金刚石型结构,每个Si原子的配位数为4,形成4个Si—Si单键,所以每个Si原子的外层有8个电子。如果往单晶硅中掺杂质Ga(镓),由于Ga原子价层只有3个价电子,当它取代了硅原子的位置后,Ga原子外层只有7个电子,其中有一个Ga—Si键只有一个电子,即产生了一个空穴。相邻的Si原子价层上电子可移动到空穴,而又留下一个空穴,这相当于空穴在移动。这种由空穴迁移导电的称为P型半导体。
  (2)N型半导体 若在单晶硅中掺杂质As(砷),由于As原子外层有5个价电子,当它取代硅原子位置后,成键的As原子外层就有9个价电子,多出的一个电子可以激发到导带而导电。这类由电子移动导电的称为N型半导体。
  (3)P-N结 单晶硅和单晶锗都可通过掺杂形成P型和N型半导体。若将单晶硅的一端掺Ga,而另一端掺As,则掺Ga部分形成P型半导体,掺As部分形成N型半导体。N型和P型半导体的结合处称为P-N结,它具有一种特殊的功能,使电流只能单向导通。所以P-N结就是一个整流器,它可将交流电转变为直流电,使电流从P-N结的P区流向N区。利用P-N结可以做成晶体管,P-N-P或N-P-N晶体管都可以将光信号转变为电信号输出,并且还能把光电流放大。把许许多多的晶体管集成在硅芯片上,做成集成电路,它是现代计算机技术、通信技术、遥控技术、自动化技术的基础。

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