什么是N型單導體與P型半導體

什么是N型單導體與P型半導體

N型單導體和P型半導體是兩種不同類型的半導體材料，它們具有不同的電子特性和導電能力。

N型單導體是在純的硅或其他半導體材料中摻入五價元素（如磷、砷等）而形成的。這些五價元素會引入額外的自由電子，使得材料中的載流子以電子為主，因此稱為N型（n-type）。在N型材料中，電子作為主要的載流子負責電流的傳導。當N型材料被正向偏置（正電壓施加在N區）時，電子會在導帶中移動，從而形成電流。

P型半導體是在純的硅或其他半導體材料中摻入三價元素（如硼、鋁等）而形成的。這些三價元素會引入空穴（正電荷載流子），使得材料中的載流子以空穴為主，因此稱為P型（p-type）。在P型材料中，空穴作為主要的載流子負責電流的傳導。當P型材料被正向偏置（正電壓施加在P區）時，空穴會在價帶中移動，從而形成電流。

當N型和P型材料結合在一起形成PN結時，由于它們之間的載流子濃度差異，會形成電場，這也是二極管的關鍵特性。這個PN結具有非線性導電特性，使得它能夠實現電流的單向導通性，即在正向偏置時能夠導通電流，而在反向偏置時產生很大的電阻，幾乎不導通電流。這就為二極管的應用提供了基礎，如整流、信號調制、電壓參考等。

N型半導體即自由電子濃度遠大于空穴濃度的雜質半導體，是一種電子型半導體。將磷（P）、銻（Sb）、砷（As）等5價原子的雜質少量地摻進鍺或硅的純晶體中可以形成N型半導體，此類提供電子的雜質稱為施主雜質;

另一方面，P型半導體，即空穴型半導體，是以帶正電的空穴導電為主的半導體。摻入3價原子硼（B）、鎵（Ga） 、銦（In）等則可形成P型半導體，此類提供空穴的雜質稱為受主雜質。其中，擁有負（Negative）電荷的自由電子及扮演正（Positive）電荷角色的空穴擔負著傳導電流的作用。

如圖所示，將晶體管的一半做成P型，另一半做成N型，P型與N型結合的部分稱為PN結。

P型部分擁有許多空穴，而N型部分擁有許多自由電子。在P型半導體和N型半導體結合后，由于N型區內自由電子為多子，空穴幾乎為零稱為少子，而P型區內空穴為多子，自由電子為少子，在它們的交界處就出現了電子和空穴的濃度差。由于自由電子和空穴濃度差的原因，有一些電子從N型區向P型區擴散，也有一些空穴要從P型區向N型區擴散。它們擴散的結果就使P區一邊失去空穴，留下了帶負電的雜質離子，N區一邊失去電子，留下了帶正電的雜質離子。

最后，多子的擴散和少子的漂移達到動態平衡，混合而達到平衡狀態。而我們將移動至對方領域的載流子稱為注入載流子。在P型半導體和N型半導體的結合面兩側，留下離子薄層，這個離子薄層形成的空間電荷區稱為PN結。PN結的內電場方向由N區指向P區。在空間電荷區，由于缺少多子，所以也稱耗盡層。

n型半導體和p型半導體哪個導電性好

N型半導體和P型半導體具有不同的導電性。

在N型半導體中，由于材料中引入了額外的自由電子，電子是主要的載流子，導電性較好。這是因為在N型半導體中，外部電場或施加的電壓會推動自由電子在導帶中移動，從而形成電流。

而在P型半導體中，由于材料中引入了空穴，空穴是主要的載流子。相對于N型半導體，空穴移動的速度較慢，因此導電性稍差。

對于常見的半導體材料，N型半導體的導電性要好于P型半導體。這也是為什么在很多半導體器件中，N型材料常用作導電層，而P型材料常用作控制電流流動或形成PN結的區域。

導電性的好壞除了與材料類型相關，也與材料的純度、雜質摻入量以及溫度等因素有關。

審核編輯：黃飛