题目
在本征半导体中加入适量的()元素可以形成N型半导体。A. 五价B. 二价C. 三价D. 四价
在本征半导体中加入适量的()元素可以形成N型半导体。
A. 五价
B. 二价
C. 三价
D. 四价
题目解答
答案
A. 五价
解析
本题考查本征半导体与N型半导体的相关知识以及形成N型半导体的原理。解题的关键在于理解不同价态元素加入本征半导体后对其导电特性的影响。
本征半导体是完全纯净的、具有晶体结构的半导体,其载流子(自由电子和空穴)是由热激发产生的,且自由电子和空穴的浓度相等。而N型半导体是在本征半导体中掺入杂质后形成的,其特点是自由电子的浓度远大于空穴的浓度。
下面来分析每个选项:
- A选项:当在本征半导体中加入适量的五价元素时,五价元素的原子最外层有五个价电子。在与本征半导体的原子形成共价键时,会多出一个价电子,这个价电子很容易成为自由电子。例如,在硅(四价)本征半导体中掺入磷(五价)元素,磷原子的五个价电子与周围四个硅原子形成共价键后,多余的一个电子就可以在晶体中自由移动,从而增加了半导体中的自由电子数量,形成了以自由电子为多数载流子的N型半导体,所以A选项正确。
- B选项:二价元素的原子最外层有两个价电子,与本征半导体原子形成共价键时,会缺少电子形成空穴,但这与形成N型半导体的原理不符,N型半导体需要增加自由电子浓度,所以B选项错误。
- C选项:三价元素的原子最外层有三个价电子,在与本征半导体原子形成共价键时,会缺少一个电子,从而形成一个空穴。掺入三价元素会使半导体中空穴的浓度远大于自由电子的浓度,形成的是P型半导体,而不是N型半导体,所以C选项错误。
- D选项:四价元素与本征半导体原子的价电子数相同,掺入后不会改变本征半导体的导电特性,不能形成N型半导体,所以D选项错误。