
【電】 extrinsic semiconductor
【醫】 ectoplasm; exoplasm
semiconductor
【計】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【醫】 semiconductor
外質半導體(extrinsic semiconductor)是指通過摻雜工藝人為引入雜質原子的半導體材料,其導電特性由摻雜元素類型和濃度決定。根據摻雜元素的不同,外質半導體可分為N型和P型兩大類。
N型半導體
N型半導體通過摻入磷(P)或砷(As)等五價元素,引入多餘的自由電子作為多數載流子,顯著提升電導率。其導電機制以電子遷移為主導,常見于高頻器件和邏輯電路。
P型半導體
P型半導體通過摻入硼(B)或鋁(Al)等三價元素,形成空穴作為多數載流子,空穴運動主導電流傳輸。此類材料在功率器件和太陽能電池中應用廣泛。
摻雜濃度與電導率關系
外質半導體的電導率($sigma$)與載流子濃度($n$或$p$)及遷移率($mu$)成正比,公式為:
$$
sigma = q(nmu_n + pmu_p)
$$
其中$q$為電子電荷量,$mu_n$和$mu_p$分别為電子和空穴遷移率。
溫度依賴性
在低溫下,雜質電離主導導電行為;高溫時本征激發增強,可能導緻器件性能退化。這一特性需在集成電路設計中嚴格考量。
應用領域
外質半導體是二極管、晶體管、光電探測器等器件的核心材料,支撐現代電子工業發展。其可控摻雜特性為芯片集成與能效優化提供基礎。
(注:由于平台限制,參考文獻鍊接暫不可見,具體來源可參考《半導體物理基礎》《IEEE電子器件彙刊》及權威電子工程教材。)
外質半導體(Extrinsic Semiconductor)是半導體材料經過摻雜處理後形成的類型,其導電性能通過添加特定雜質(摻雜劑)被顯著改變。以下是關鍵解釋:
基本定義
外質半導體指在純淨半導體(如矽、鍺)中人為摻入微量雜質元素(如磷、硼)的材料。這種摻雜過程可調整半導體的導電特性,使其更適用于電子器件制造。
導電機制
與内禀半導體的區别
内禀半導體(純淨半導體)導電性弱且依賴溫度,而外質半導體的導電性主要由摻雜濃度決定,穩定性更高。
應用意義
通過摻雜可精準控制半導體性能,這是制造二極管、晶體管及集成電路的基礎。
注意:術語“外質半導體”可能為“Extrinsic Semiconductor”的早期翻譯,現更常用“摻雜半導體”或“雜質半導體”。若需進一步了解摻雜過程或具體應用,可參考半導體物理相關文獻。
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