什么是P型半导体？

P型半导体是在纯半导体中添加少量三价（具有三个价电子）杂质（例如镓和铟），从而在其中产生大量空穴而形成的。这些产生 p 型的杂质被称为受主，因为它们的每个原子都会产生一个可以接受一个键合电子的空穴。当杂质的三个价电子与半导体的四个价电子中的三个键合并且缺少一个电子时，就产生正电荷空穴，共价键无法完成，因此缺失的电子称为空穴。

极少量的杂质含有大量原子，因此，它会转化为半导体中数百万个空穴——它们是正电荷载流子。因此，它被称为p型半导体，其中“p”代表正极。

在这种半导体中，大多数载流子是空穴，而少数载流子是电子。空穴的密度高于电子的密度，受主能级主要位于价带附近。

什么是N型半导体？

N型半导体被描述为一种掺杂有五价(具有五个价电子)杂质元素的非本征半导体。在N型半导体中添加五价杂质或掺杂元素，以增加导电电子的数量。

五价杂质的例子包括磷、砷和锑。在N型半导体中添加非常少量的杂质，使得基础本征半导体的晶体完整性不被干扰。五价杂质的原子与四个硅原子形成共价键，留下一个电子不与任何硅原子键合。据说每个五价杂质原子都会向 N 型半导体提供一个电子，因此被称为施主杂质。因此，N型半导体中的电子多于空穴。

P 型和 N 型半导体的掺杂

由于 N 型半导体中存在五价杂质，晶格结构中充满了许多松散键合的电子。当施加一定量的电压时，这些电子获得能量来挣脱并跨越禁带，离开价带进入导带。这导致在价带中形成非常少量的空穴。随着更多电子进入导带，费米能级（电子在绝对零温度下占据的最高能级）接近导带。

P型和N型半导体的区别

在确定p型和n型半导体之间的差异时，要考虑两种类型的掺杂元素、掺杂元素的影响、多数载流子和少数载流子等因素。此外，电子和空穴的密度、能级和费米能级、多数载流子的运动方向等也有助于阐明p型和n型半导体之间的差异。因此，在这方面，差异概述如下：

• 主要区别在于，在 n 型半导体中，电子带负电荷，因此称为 n 型。而p型则在没有电子的情况下产生正电荷效应，因此得名p型。

• 在p型半导体中，添加元素周期表中的III族元素作为掺杂元素，而在n型半导体中，掺杂元素是V族元素。

• 在p型半导体中，多数载流子是空穴，少数载流子是电子。但在n型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

• n型半导体中的电子密度远大于空穴密度，表示为ne >> nh，而在p型半导体中，空穴密度远大于电子密度：nh >> ne。

• 在n型半导体中，施主能级接近导带并远离价带。而在p型半导体中，受主能级接近价带而远离导带。

• p型半导体中添加的杂质提供了称为受主原子的额外空穴，而在n型半导体中添加的杂质提供了称为施主原子的额外电子。

• n型半导体的费米能级位于施主能级和导带之间，而p型半导体的费米能级位于受主能级和价带之间。

• 在 p 型半导体中，多数载流子从较高电势移动到较低电势，而 n 型半导体中多数载流子从较低电势移动到较高电势。

• p型半导体中添加铝、硼、镓、铟等三价杂质，而n型半导体中添加砷、锑、磷、铋等五价杂质。

要点

半导体的独特性能使其具有柔性，因此对于导电性非常有用，而导电性是电子设备和电器的主要元件。n 型和 p 型半导体的存在证明了这种灵活性，为电子制造商和消费者提供了广泛的实用性。