一文读懂--N型半导体和P型半导体【图文介绍】
今天聊聊大家常说的N型半导体和P型半导体，先看下基础。
导体：容易导电的物质，例如金属物质等。绝缘体：几乎不导电的物质，橡皮、陶瓷和塑料等。半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间，如锗、硅和砷化镓等。▌ 半导体的特性
当受到外界热和光的作用时，它的导电能力会发生明显的变化。例如往纯净的半导体中掺入金属杂质，会使它的导电能力就明显的增加了。
通过特定的工艺过程，可以将半导体升华成晶体，其中完全纯净的、且结构完整的半导体晶体，我们称之为本征半导体。
本征半导体用的最多的是硅（SI）和锗（Ge），因为它们的结构都是一拖四，最外层是四个电子(4价)，以下以SI进行举例。
▌ 本征半导体中存在数量相等的两种载流子：自由电子和空穴。其导电能力取决于这个载流子的浓度。
当温度越高时，载流子的浓度也就越高。这个本征半导体的导电能力就越强，所以温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素。
在其它作用力影响下，空穴会吸引临近的电子来填补，相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，邻近的电子填补后，就形成了供价健。
形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，形成一对一对的束缚电子，束缚电子在常温下很难挣脱共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，其导电能力很弱。在绝对0度和没有外界激发时，它的导电能力为0，相当于绝缘体。
这时，给于一些热能的激发，使一些价电子获得了足够的能量，从而挣脱了共价键的束缚，成为了自由电子，这时共价键上留下一个空位子，就是空穴。
▌ 在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会改变半导体的导电性能。原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。这个时候就有两种情况：
1.使自由电子浓度大大增加的杂质半导体---N型半导体（电子半导体）。2使空穴浓度大大增加的杂质半导体---P型半导体（空穴半导体）。▌ N型半导体
在硅晶体（4价）中掺入5价元素磷（或锑），因为磷原子的最外层有5个价电子，其中4个与相邻的半导体原子形成共价键，多出1个电子，这个电子因为不受束缚，所以很易被激发而成为自由电子，这样一来，磷原子成了不能移动的带正电的离子。这个释放电子的磷原子，称之为施主原子。
▌ P型半导体
在硅晶体中掺入3价元素，如硼（或铟），因为硼原子的最外层有3个价电子，与相邻的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使硼原子成为不能移动的带负电的离子。这个吸引电子的硼原子，称之为受主原子。
如上可知，
N型半导体中电子多，空穴少。
P型半导体中空穴多，电子少。
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半导体的类型-N型、P型是怎样定义和区别的？
P型半导体也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位子，就形成P型半导体。在P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子，主要靠空穴导电。空穴主要由杂质原子提供，自由电子由热激发形成。掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能就越强。
N型半导体也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。在N型半导体中，自由电子为多子，空穴为少子，主要靠自由电子导电。自由电子主要由杂质原子提供，空穴由热激发形成。掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能就越强。
半导体（ semiconductor），指常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。
以GaN（氮化镓）为代表的第三代半导体材料及器件的开发是新兴半导体产业的核心和基础，其研究开发呈现出日新月异的发展势态。GaN基光电器件中，蓝色发光二极管LED率先实现商品化生产 成功开发蓝光LED和LD之后，科研方向转移到GaN紫外光探测器上 GaN材料在微波功率方面也有相当大的应用市场。氮化镓半导体开关被誉为半导体芯片设计上一个新的里程碑。美国佛罗里达大学的科学家已经开发出一种可用于制造新型电子开关的重要器件，这种电子开关可以提供平稳、无间断电源。
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