
【电】 extrinsic semiconductor
【医】 ectoplasm; exoplasm
semiconductor
【计】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【医】 semiconductor
外质半导体(extrinsic semiconductor)是指通过掺杂工艺人为引入杂质原子的半导体材料,其导电特性由掺杂元素类型和浓度决定。根据掺杂元素的不同,外质半导体可分为N型和P型两大类。
N型半导体
N型半导体通过掺入磷(P)或砷(As)等五价元素,引入多余的自由电子作为多数载流子,显著提升电导率。其导电机制以电子迁移为主导,常见于高频器件和逻辑电路。
P型半导体
P型半导体通过掺入硼(B)或铝(Al)等三价元素,形成空穴作为多数载流子,空穴运动主导电流传输。此类材料在功率器件和太阳能电池中应用广泛。
掺杂浓度与电导率关系
外质半导体的电导率($sigma$)与载流子浓度($n$或$p$)及迁移率($mu$)成正比,公式为:
$$
sigma = q(nmu_n + pmu_p)
$$
其中$q$为电子电荷量,$mu_n$和$mu_p$分别为电子和空穴迁移率。
温度依赖性
在低温下,杂质电离主导导电行为;高温时本征激发增强,可能导致器件性能退化。这一特性需在集成电路设计中严格考量。
应用领域
外质半导体是二极管、晶体管、光电探测器等器件的核心材料,支撑现代电子工业发展。其可控掺杂特性为芯片集成与能效优化提供基础。
(注:由于平台限制,参考文献链接暂不可见,具体来源可参考《半导体物理基础》《IEEE电子器件汇刊》及权威电子工程教材。)
外质半导体(Extrinsic Semiconductor)是半导体材料经过掺杂处理后形成的类型,其导电性能通过添加特定杂质(掺杂剂)被显著改变。以下是关键解释:
基本定义
外质半导体指在纯净半导体(如硅、锗)中人为掺入微量杂质元素(如磷、硼)的材料。这种掺杂过程可调整半导体的导电特性,使其更适用于电子器件制造。
导电机制
与内禀半导体的区别
内禀半导体(纯净半导体)导电性弱且依赖温度,而外质半导体的导电性主要由掺杂浓度决定,稳定性更高。
应用意义
通过掺杂可精准控制半导体性能,这是制造二极管、晶体管及集成电路的基础。
注意:术语“外质半导体”可能为“Extrinsic Semiconductor”的早期翻译,现更常用“掺杂半导体”或“杂质半导体”。若需进一步了解掺杂过程或具体应用,可参考半导体物理相关文献。
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