
【化】 extrinsic semiconductor
非本征半导体(Extrinsic Semiconductor)指通过人为掺杂(Doping)特定杂质元素,改变其本征电学性质的半导体材料。区别于纯净的本征半导体(Intrinsic Semiconductor),非本征半导体的导电性由杂质原子主导,其载流子(电子或空穴)浓度显著高于本征态。
掺杂机制:
在硅(Si)、锗(Ge)等IV族半导体中,掺入微量III族(如硼)或V族(如磷)元素:
掺杂浓度直接影响载流子密度,进而调控电阻率与导电能力。
能带结构变化:
杂质原子在禁带中引入施主能级(N型)或受主能级(P型),显著降低载流子激发所需能量。
特性 | 本征半导体 | 非本征半导体 |
---|---|---|
载流子来源 | 本征激发(电子-空穴对) | 杂质电离(电子或空穴) |
导电类型 | 电子与空穴平衡 | N型(电子为主)或P型(空穴为主) |
电阻率 | 较高(依赖温度) | 可通过掺杂精确控制 |
非本征半导体是电子器件的物理基础:
链接:McGraw-Hill Education(需访问出版社官网检索)
术语定义参考:IEEE Xplore(学术数据库)
掺杂技术标准:NPL Semiconductors
注:以上链接为相关权威机构主域名,具体文献需通过其平台检索关键词 "Extrinsic Semiconductor" 或 "Doping in Semiconductors"。
非本征半导体是指通过人为掺杂特定杂质元素,从而改变其导电特性的半导体材料。以下是详细解释:
定义与核心机制
非本征半导体通过引入杂质(如磷、硼等)打破纯净半导体的载流子平衡,使电子或空穴浓度显著偏离本征状态。例如,硅中掺入磷(五价元素)会形成N型半导体,电子成为多数载流子;掺入硼(三价元素)则形成P型半导体,空穴占主导。
导电性提升原理
掺杂后,杂质原子在半导体能带中引入施主能级(N型)或受主能级(P型),显著降低载流子跃迁所需能量。这使得非本征半导体在常温下即可通过热激发产生大量自由载流子,导电能力比本征半导体高数个数量级。
关键应用领域
非本征半导体是制造二极管、晶体管、集成电路等电子器件的核心材料。通过控制掺杂浓度和类型,可实现PN结、场效应管等关键结构,支撑现代电子设备的逻辑运算与信号放大功能。
扩展说明:
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