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N 型半导体是比本征半导体材料的导体。N型半导体中的多数载流子是电子,少数载流子是空穴。N型半导体不带负电荷,因为施主杂质原子的负电荷与原子核内的正电荷平衡。对电流流动的主要贡献是带负电的电子,尽管由于电子-空穴对,带正电的空穴有一定的贡献。如果将第 5 族元素,例如锑杂质添加到硅晶体中,则锑原子通过将锑的价电子与硅外壳内的价电子键合,与四个硅原子建立四个共价键,留下一个自由电子。因此,杂质原子向结构提供了一个自由电子,因此这些杂质被称为施主原子。
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硼、铝和铟等 3 族元素是对硅晶体结构的补充,在外壳内只有三个电子,形成三个闭合的共价键,在共价键结构中留下空穴,因此在价带中留下空穴能级图。当存在电子缺陷时,这种作用会在晶体结构中留下大量带正电的载流子,称为空穴。这些第 3 族元素称为三价杂质原子。大量空穴的存在吸引了相邻的电子进入其中。只要电子填充了硅晶体中的空穴,当它远离它时,电子后面就会有新的空穴。新产生的空穴成功地吸引电子,产生其他新空穴导致空穴运动,在半导体中产生标准电流。
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