题目
一、填空(每空1分,共15分)。1、N型半导体主要依靠__________导电,又称之为电子型半导体。2、P型半导体主要依靠__________导电,又称之为空穴型半导体。3、PN结的一个重要特性是__________。
一、填空(每空1分,共15分)。 1、N型半导体主要依靠__________导电,又称之为电子型半导体。 2、P型半导体主要依靠__________导电,又称之为空穴型半导体。 3、PN结的一个重要特性是__________。
题目解答
答案
1. **N型半导体**:在硅(或锗)晶体中掺入5价元素(如磷),每个杂质原子可提供一个自由电子。此时半导体中多数载流子为电子,导电主要依赖电子,故称为电子型半导体。
2. **P型半导体**:掺入3价元素(如硼),形成空穴作为多数载流子,导电主要依赖空穴,因此称为空穴型半导体。
3. **PN结特性**:PN结的核心特性是其单向导电性,即正向偏置时导通,反向偏置时截止。这一特性由内建电场及载流子扩散运动共同决定。
答案:
1. 电子
2. 空穴
3. 单向导电性
解析
本题主要考查半导体物理中N型半导体、P型半导体以及PN结的基本概念和特性。解题思路是依据半导体掺杂原理来确定不同类型半导体的主要载流子,再根据PN结的工作原理得出其重要特性。
- N型半导体:
- 当在纯净的半导体(如硅或锗)中掺入五价杂质元素(例如磷)时,五价杂质原子最外层有五个电子。在与半导体原子形成共价键的过程中,会多出一个电子。
- 这个多余的电子很容易成为自由电子,使得半导体中的自由电子数量远远多于空穴数量。
- 所以,N型半导体主要依靠电子导电,被称为电子型半导体。
- P型半导体:
- 若在纯净半导体中掺入三价杂质元素(比如硼),三价杂质原子最外层有三个电子。
- 在与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。
- 这样,半导体中的空穴数量就会远远多于自由电子数量。
- 因此,P型半导体主要依靠空穴导电,也被叫做空穴型半导体。
- PN结的特性:
- PN结是由P型半导体和N型半导体结合而成的。在它们的交界面处,由于载流子的浓度差,会发生扩散运动。
- 电子从N区向P区扩散,空穴从P区向N区扩散,扩散的结果在交界面两侧形成了一个内建电场。
- 当PN结正向偏置(P区接电源正极,N区接电源负极)时,外加电场与内建电场方向相反,削弱了内建电场,使载流子的扩散运动增强,PN结导通。
- 当PN结反向偏置(P区接电源负极,N区接电源正极)时,外加电场与内建电场方向相同,增强了内建电场,阻碍了载流子的扩散运动,PN结截止。
- 所以,PN结具有单向导电性这一重要特性。