
【化】 extrinsic semiconductor
非本征半導體(Extrinsic Semiconductor)指通過人為摻雜(Doping)特定雜質元素,改變其本征電學性質的半導體材料。區别于純淨的本征半導體(Intrinsic Semiconductor),非本征半導體的導電性由雜質原子主導,其載流子(電子或空穴)濃度顯著高于本征态。
摻雜機制:
在矽(Si)、鍺(Ge)等IV族半導體中,摻入微量III族(如硼)或V族(如磷)元素:
摻雜濃度直接影響載流子密度,進而調控電阻率與導電能力。
能帶結構變化:
雜質原子在禁帶中引入施主能級(N型)或受主能級(P型),顯著降低載流子激發所需能量。
特性 | 本征半導體 | 非本征半導體 |
---|---|---|
載流子來源 | 本征激發(電子-空穴對) | 雜質電離(電子或空穴) |
導電類型 | 電子與空穴平衡 | N型(電子為主)或P型(空穴為主) |
電阻率 | 較高(依賴溫度) | 可通過摻雜精确控制 |
非本征半導體是電子器件的物理基礎:
鍊接:McGraw-Hill Education(需訪問出版社官網檢索)
術語定義參考:IEEE Xplore(學術數據庫)
摻雜技術标準:NPL Semiconductors
注:以上鍊接為相關權威機構主域名,具體文獻需通過其平台檢索關鍵詞 "Extrinsic Semiconductor" 或 "Doping in Semiconductors"。
非本征半導體是指通過人為摻雜特定雜質元素,從而改變其導電特性的半導體材料。以下是詳細解釋:
定義與核心機制
非本征半導體通過引入雜質(如磷、硼等)打破純淨半導體的載流子平衡,使電子或空穴濃度顯著偏離本征狀态。例如,矽中摻入磷(五價元素)會形成N型半導體,電子成為多數載流子;摻入硼(三價元素)則形成P型半導體,空穴占主導。
導電性提升原理
摻雜後,雜質原子在半導體能帶中引入施主能級(N型)或受主能級(P型),顯著降低載流子躍遷所需能量。這使得非本征半導體在常溫下即可通過熱激發産生大量自由載流子,導電能力比本征半導體高數個數量級。
關鍵應用領域
非本征半導體是制造二極管、晶體管、集成電路等電子器件的核心材料。通過控制摻雜濃度和類型,可實現PN結、場效應管等關鍵結構,支撐現代電子設備的邏輯運算與信號放大功能。
擴展說明:
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