P型半导体与N型半导体

P型半导体与N型半导体学习目标知识目标——认识P型半导体与N型半导体。情感目标——培养认真钻研、勤于思考的学习态度。学习重难点学习重点——P型半导体与N型半导体的特点。学习难点——P型半导体与N型半导体的形成。新课教学一、什么是半导体物质按导电能力的强弱可分为三大类：导体容易传导电流的物质，如电缆的线芯所使用的铜、铝等金属。绝缘体能够可靠地隔绝电流的物质，如电缆的包皮所使用的橡胶、塑料等。半导体导电能力介于导体与绝缘体之间的物质，硅（Si）、锗（Ge）是最常见的用于制造各种半导体器件的材料。二、半导体的特性半导体之所以得到广泛的应用，是因为人们发现半导体具有以下三个奇妙且可贵的特性：掺杂性在纯净的半导体中掺入极其微量的杂质元素，则它的导电能力将大大增强。应用掺杂技术可以制造出各种半导体元器件。热敏性温度升高，将使半导体的导电能力大大增强。光敏性对半导体施加光线照射，光照越强，导电能力越强。半导体的奇妙导电特性是与其原子最外层的价电子有关的。半导体材料硅有4个价电子，每个硅原子和它相邻的4个硅原子通过共价键结合起来，如图所示。半导体受热或受光照时，部分价电子获得足够的能量，得以挣脱共价键的束缚而成为自由电子，自由电子逸出的空位就形成空穴。自由电子带负电，空穴带正电，通称为载流子，它们在电场的作用下能定向移动形成电流。温度升高和光照增强，半导体的价电子就接受更多的能量，有更多的价电子成为自由电子，并产生同等数量的空穴，半导体的导电性随之增强，这就是半导体具有热敏性和光敏性的原因。在纯净半导体中掺入杂质元素也会产生很多载流子参加导电，其原因将在随后分析。单晶硅结构示意图半导体为什么具有奇妙的导电特性三、P型半导体和N型半导体在纯净的硅、锗半导体中，掺入10-7～10-6某种确定的杂质元素后所得的半导体称为杂质半导体，其类型有P型半导体和N型半导体。1．P型半导体P型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3价元素形成。P型半导体的特点是：空穴数量多，自由电子数量少，参与导电的主要是带正电的空穴，故又称为空穴半导体。2．N型半导体N型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入微量磷、砷等5价元素形成。N型半导体的特点是：自由电子数量多，空穴数量少，参与导电的主要是带负电的自由电子，故又称为电子半导体。“N型半导体自由电子数量多，而自由电子是带负电荷的，所以N型半导体带负电。”这一说法正确吗？在电中性的半导体中掺入电中性的五价元素，从系统的概念来理解，其形成的整个N型半导体也应保持电中性。课堂小结1、半导体的概念2、半导体的特性3、P型半导体和N型半导体