汇总P型半导体与N型半导体.ppt
p型半导体 n型半导体 异质结
p型半导体 n型半导体异质结一、p型半导体p型半导体是半导体物理中的一种材料，其导电性质由主要的正电荷载流子空穴（空位电子）控制。
在p型半导体中，掺入了少量的三价元素，如硼（B）、铝（Al）等。
这些三价元素在晶格中取代了部分原子，形成了空电位，使得空位周围的电子可以轻易地跳到空位上，形成空穴。
这些空穴具有正电荷，因此p型半导体被称为“空穴导体”。
二、n型半导体与p型半导体相反，n型半导体的导电性质由主要的负电荷载流子电子控制。
在n型半导体中，掺入了少量的五价元素，如磷（P）、砷（As）等。
这些五价元素在晶格中取代了部分原子，形成了多余的电子，使得电子的数量比空穴多。
这些多余的电子使得n型半导体具有负电荷，因此被称为“电子导体”。
三、异质结异质结是由p型半导体和n型半导体的接触面组成的结构。
由于两者的导电性质不同，当它们接触时，会发生一些有趣的现象。
1. 能带结构在p型半导体中，价带和导带之间的能隙较小，而在n型半导体中，能隙较大。
当p型半导体和n型半导体接触时，两者的能带结构会发生变化。
在接触面附近，能带会发生弯曲，形成一个能带弯曲区域，称为“空间电荷区”。
在这个区域内，电子和空穴会发生扩散和再组合，形成电场。
这个电场被称为“内建电场”。
2. 空穴和电子的扩散由于空穴和电子具有不同的电荷性质，它们会受到内建电场的影响而发生扩散。
空穴会从p型半导体向n型半导体扩散，而电子则从n型半导体向p型半导体扩散。
这种扩散现象被称为“电子和空穴的注入”。
3. 结电位由于扩散过程，p型半导体的电子浓度会增加，n型半导体的空穴浓度也会增加。
在接触面附近，会形成一种平衡态，使得电子和空穴的浓度达到相等。
在这个平衡态下，两者的浓度差会形成一个电势差，称为“结电位”。
4. 效应与应用异质结的形成和上述现象对于半导体器件的制造和应用具有重要意义。
例如，二极管就是由p型半导体和n型半导体的异质结构组成的。
当二极管的正向电压大于结电位时，电子和空穴会进一步注入，形成电流。
P型半导体与N型半导体
例2
本征半导体是一种有趣的材料，只要在掺入少量、定量的特定掺杂质原子后，就显示半导体的真正能力，能明显地改变半导体的电化学特性。掺入杂质的半导体称为非本征半导体。半导体中的杂质可以分为施主杂质和受主杂质，也可分为浅能级杂质和深能级杂质。
*
理论分析认为
由于杂质和缺陷的存在，会使严格按周期排列的原子所产生的周期性势场受到破坏，有可能在禁带中引入允许电子存在的能量状态（即能级），从而对半导体的性质产生决定性的影响。
情况一
*
情况二
当NA»ND时，施主能级上的全部电子跃迁到受主能级上后，受主能级还有(NA-ND)个空穴，它们可以跃迁到价带成为导电空穴，所以，p=NA-ND ≈NA，半导体是P型的
*
有效杂质浓度
经过补偿之则（ND-NA）为有效施主浓度； 当NA >ND时，则（NA-ND）为有效受主浓度。
间隙式杂质
替位式杂质
*
两种杂质的特点
间隙式杂质 原子半径一般比较小，如锂离子（Li+）的半径为0.68 Å，所以锂离子进入硅、锗、砷化镓后以间隙式杂质的形式存在。 替位式杂质 原子的半径与被取代的晶格原子的半径大小比较相近，且它们的价电子壳层结构也比较相近。如硅、锗是Ⅳ族元素，与Ⅲ、Ⅴ族元素的情况比较相近，所以Ⅲ、Ⅴ族元素在硅、锗晶体中都是替位式杂质。
利用杂质补偿的作用，就可以根据需要用扩散或离子注入等方法来改变半导体中某一区域的导电类型，以制备各种器件。
若控制不当，会出现ND≈NA的现象，这时，施主电子刚好填充受主能级，虽然晶体中杂质可以很多，但不能向导带和价带提供电子和空穴，（杂质的高度补偿）。这种材料容易被误认为是高纯度的半导体，实际上却含有很多杂质，性能很差。
*
P型和N型半导体
P型和N型半导体P型和N型半导体如果杂质是周期表中第Ⅲ族中的⼀种元素──受主杂质，例如硼或铟，它们的价电⼦带都只有三个电⼦，并且它们传导带的最⼩能级低于第Ⅳ族元素的传导电⼦能级。
因此电⼦能够更容易地由锗或硅的价电⼦带跃迁到硼或铟的传导带。
在这个过程中，由于失去了电⼦⽽产⽣了⼀个正离⼦，因为这对于其它电⼦⽽⾔是个“空位”，所以通常把它叫做“空⽳”，⽽这种材料被称为“P”型半导体。
在这样的材料中传导主要是由带正电的空⽳引起的，因⽽在这种情况下电⼦是“少数载流⼦”。
如图1所⽰。
N型半导体如果掺⼊的杂质是周期表第V族中的某种元素──施主杂质，例如砷或锑，这些元素的价电⼦带都有五个电⼦，然⽽，杂质元素价电⼦的最⼤能级⼤于锗（或硅）的最⼤能级，因此电⼦很容易从这个能级进⼊第Ⅳ族元素的传导带。
这些材料就变成了半导体。
因为传导性是由于有多余的负离⼦引起的，所以称为“N”型。
也有些材料的传导性是由于材料中有多余的正离⼦，但主要还是由于有⼤量的电⼦引起的，因⽽（在N型材料中）电⼦被称为“多数载流⼦”。
如图2所⽰。
P型和N型半导体的应⽤由P型半导体或N型半导体单体构成的产品有热敏电阻器、压敏电阻器等电阻体。
由P型与N型半导体结合⽽构成的单结半导体元件，最常见的是⼆极管；此外，FET也是单结元件。
PNP或NPN以及形成双结的半导体就是晶体管。
（1）⽤于LEDLED在20世纪60年代诞⽣后就被认定是荧光灯管、灯泡等照明设备的终结者，甚⾄有⼈认为LED将会开创⼀个新的照明时代，最终出现在所有需要照明的场合。
LED的⼯作原理和我们常见的⽩炽灯、荧光灯完全不同，LED从本质上来说是⼀种半导体器件。
LED的核⼼部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶⽚，在P型半导体和N型半导体的交界⾯就会出现⼀个具有特殊导电性能的薄层，也就是常说的PN结(PN Junction Transistors)。
PN结可以对P型半导体和N型半导体中多数载流⼦的扩散运动产⽣阻⼒，当对PN结施加正向电压时，电流从LED的阳极流向阴极，⽽在PN结中少数载流⼦与多数载流⼦进⾏复合，多余的能量就会转变成光⽽释放出来。
n型半导体、P型半导体
受主型掺杂（情况类似）
如何判断参杂杂质类型
掺杂杂质类型可以从杂质对半导体的逸出功和导电率影响来 判断。 1、用逸出功来判断 如果引入某种杂质后，半导体的逸出功变小，那么这种杂 质是施主型的，相反则为受主型杂质。 2、用导电率来判断 对于n型，凡是使导电率增加的物质为施主型杂质，相反 则为受主型杂质。 对于P型，凡是使导电率下降的物质为施主型杂质，相反 则为受主型杂质。
CO在NiO上催化氧化反应机理
（1）Ni
（2）O
-
2+
+1/2O2→+Ni
3+
O
-
吸
吸+Ni
3++CO（g）→CO
2（吸）+Ni
2+
（3）CO2（吸） →CO2（g）
总式：CO+1/2O2 →CO2
烃类在半导体型催化剂上的脱氢过程
R CH2 CH3 H
R CH2
R CH2=CHR CH H H H2
E
E （ c）
5eV~10eV （ b）
0.2eV~0.3eV
导体
E （ d）
绝缘体
E （ e）
本征半导体
施主能线
受主能线
N型 半 导 体
P型 半 导 体
Ef
Ef
Ef
本征半导体、n型半导体、P型半导体
N型半导体和p型半导体的形成 当金属氧化物是非化学计量，或引入杂质离子或原子可产 生n型、p型半导体。 杂质是以原子、离子或集团分布在金属氧化物晶体中，存 在于晶格表面或晶格交界处。这些杂质可引起半导体禁带 中出现杂质能级。 如果能级出现在靠近半导体导带下部称为施主能级。施主 能的电子容易激发到导带中产生自由电子导电。这种半导 体称为n型半导体。 如果出现的杂质能级靠近满带上部称为受主能级。在受主 能级上有空穴存在。很容易接受满带中的跃迁的电子使满 带产生正电空穴关进行空穴导电，这种半导体称为p型半 导体。
半导体的n型和p型概要
在Ｎ型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂 质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。
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模拟电子技术基础
掺入少量五价杂质元素磷 +4 +4 +4
P
+4
+4
22
3.杂质半导体
杂质半导体的示意图
多子—空穴 P型半导体 多子—电子 N型半导体
－
－ － 少子—电子
－ － －
－
－
－ －
+
+ +
+
+ +
+ + +
+ + +
－ －
少子—空穴
多子浓度——与杂质浓度有关
少子浓度——与温度有关
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4.掺杂工艺简介
杂质掺杂的实际应用主要是改变半导体的电特性。扩 散和离子注入是半导体掺杂的两种主要方式。 高温扩散：一直到20世纪70年代，杂质掺杂主要是由 高温的扩散方式来完成，杂质原子通过气相源或掺杂 过的氧化物扩散或淀积到硅晶片的表面，这些杂质浓 度将从表面到体内单调下降，而杂质分布主要是由高 温与扩散时间来决定。 离子注入：掺杂离子以离子束的形式注入半导体内， 杂质浓度在半导体内有个峰值分布，杂质分布主要由 离子质量和注入能量决定。 扩散和离子注入两者都被用来制作分立器件与集成电 路，因为二者互补不足，相得益彰。
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3.杂质半导体
应当注意，通过增加施主原子数可以提高半导 体内的自由电子浓度，由此增加了电子与空穴 的复合几率，使本征激发产生的少子空穴的浓 度降低。由于电子与空穴的复合，在一定温度 条件下，使空穴浓度与电子浓度的乘积为一常 数，即 pn = pini 式中pini分别为本征材料中的空穴浓度和电子 浓度，可以得到如下关系式： pn = ni2
第三章 P型半导体和N型半导体接触
分布．对图(a)及(b)表示的一维p-n结和对应的热平衡能带图,
空 间 电 荷 分 布 和 静 电 电 势 的 特 定 关 系 可 由 泊冶松金结方 程 式
(Poisson’s equation)得到，
d 2
dx 2
dE dx
s s
q
s
(ND
N A p n)
p p
静
冶金结 n
电 势
n
这里假设所有的施主和受主皆已电离 （a） 冶金结中突变掺杂的p-n结
在 远 离 冶 金 结 (metallurgical
（a） 冶金结中突变掺杂的p-n结
junction)的区域，电荷冶金保结持中性 ，且总空间电p 荷密度为零．对n这些 中性区域，上式可简化为
d 2
dx 2
0 （a）即冶金N结D中突N变A掺杂p的p-nn结 0
Jp
J（p 漂移） J（p 扩散） q p pE qDp
dp dx
q p
p( 1 q
dE场用了 E
1 q
dEC dx
1 q
dEi dx
和爱因斯坦关系式 Dp
kT q
p
由空穴浓度的关系式和其导数
p
ni
exp(
Ei
EF kT
)
dp p ( dEi dEF ) dx kT dx dx
热平衡状态下的p-n结
将上式，即
dp p ( dEi dEF ) 代入下式，即
Jp
dx kT dx dx
J（p 漂移） J（p 扩散） q p pE qDp
dp dx
q p
p( 1 q
dEi dx
)
kT p
dp dx
N型与P型半导体
N型与P型半导体什么是N型半导体，什么是P型半导体？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。
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。
掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能就越强。
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置，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。
由于P型半导体中正电荷量与负电荷量相等，故P型半导体呈电中性。
空穴主要由杂质原子提供，自由电子由热激发形成。
n型半导体就是在单晶硅中掺入5族元素杂质，多子为电子，p型半导体是掺入3族杂质，多子为空穴。
更深入的理解是通过改变费米能级使得自由电子或空穴的占有率提升，从而改变半导体导电性能。
怎么使N型半导体变成P型半导体？什么条件下可以使N型半导体变成P型半导体？N型半导体就是导电载流子是电子，P型半导体就是导电载流子是空穴。
N型半导体中之所以是电子导电是因为其在本征半导体基础上进行了施主掺杂（例如在本征Si中掺入5价的磷元素）而P型半导体中之所以是空穴导电是因为其在本征半导体基础上进行了授主掺杂（例如在本征Si中掺入3价的硼元素）Si为4价所以假设要想把磷掺杂量为X的N 型半导体转为P型当然就是在此N型半导体中掺入大于X量的磷（当然具体掺杂量与工艺及材料有关）半导体的掺杂等工艺要在超净间中进行，掺杂是半导体工艺中的一步，主要的掺杂方法有离子注入和热扩散半导体材料中形成pn结，是不是一定要先有p型半导体跟n型半导体？ P型硅中是怎么形成pn 结的？求解是的。
P型和N型半导体
P型和N型半导体如果杂质是周期表中第Ⅲ族中的一种元素──受主杂质，例如硼或铟，它们的价电子带都只有三个电子，并且它们传导带的最小能级低于第Ⅳ族元素的传导电子能级。
因此电子能够更容易地由锗或硅的价电子带跃迁到硼或铟的传导带。
在这个过程中，由于失去了电子而产生了一个正离子，因为这对于其它电子而言是个“空位”，所以通常把它叫做“空穴”，而这种材料被称为“P”型半导体。
在这样的材料中传导主要是由带正电的空穴引起的，因而在这种情况下电子是“少数载流子”。
如图1所示。
N型半导体如果掺入的杂质是周期表第V族中的某种元素──施主杂质，例如砷或锑，这些元素的价电子带都有五个电子，然而，杂质元素价电子的最大能级大于锗（或硅）的最大能级，因此电子很容易从这个能级进入第Ⅳ族元素的传导带。
这些材料就变成了半导体。
因为传导性是由于有多余的负离子引起的，所以称为“N”型。
也有些材料的传导性是由于材料中有多余的正离子，但主要还是由于有大量的电子引起的，因而（在N型材料中）电子被称为“多数载流子”。
如图2所示。
P型和N型半导体的应用由P型半导体或N型半导体单体构成的产品有热敏电阻器、压敏电阻器等电阻体。
由P型与N型半导体结合而构成的单结半导体元件，最常见的是二极管；此外，FET也是单结元件。
PNP或NPN以及形成双结的半导体就是晶体管。
（1）用于LEDLED在20世纪60年代诞生后就被认定是荧光灯管、灯泡等照明设备的终结者，甚至有人认为LED将会开创一个新的照明时代，最终出现在所有需要照明的场合。
LED的工作原理和我们常见的白炽灯、荧光灯完全不同，LED从本质上来说是一种半导体器件。
LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体的交界面就会出现一个具有特殊导电性能的薄层，也就是常说的PN结(PN Junction Transistors)。
PN结可以对P型半导体和N型半导体中多数载流子的扩散运动产生阻力，当对PN结施加正向电压时，电流从LED的阳极流向阴极，而在PN结中少数载流子与多数载流子进行复合，多余的能量就会转变成光而释放出来。
半导体物理课件：第六章 p-n结
当存在外间电压时，电压主要降落在这个势垒区，而扩散
区和中性区几乎没有。
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2020/9/30
重庆邮电大学微电子教学部
6.2 p-n结电流电压特性
6.2.1 p-n结电场和电势 泊松方程
何为泊松方程? 其来历? 反映一定区域电势、电场、电荷之关系。
由麦克斯韦方程的微分形式：
D
D r0E
dV 2
6.2.3 理想p-n结的电流电压关系
计算电流密度方法 – 计算势垒区边界处注入的非平衡少子浓度， 以此为边界条件，计算扩散区中非平衡少子 的分布 – 将非平衡载流子的浓度代入扩散方程，算出 扩散密度，再算出少数载流子的电流密度 – 将两种载流子的扩散密度相加，得到理想pn结模型的电流电压方程式
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2020/9/30
重庆邮电大学微电子教学部
引言
6.1 p-n结及其能带图 6.2 p-n结电流电压特性 6.3 p-n结电容 6.4 p-n结击穿 6.5 p-n结隧道效应
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2020/9/30
重庆邮电大学微电子教学部
6.1 p-n结及其能带图
6.1.1 p-n结的形成及杂质分布
p型半导体和n型半导体结合，在 二者的交界面形成的接触结构， 就称为p–n结。
空穴漂移 电子扩散
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电子漂移 空穴扩散
2020/9/30
重庆邮电大学微电子教学部
6.2.2 非平衡p-n结的能带图
反向偏压V
(p负，n正，V<0)
外加电场n→p 内建场n→p →外加电场加强了内建 场的强度，势垒升高
→n区的EF低于p区的EF
p区电子被不断的抽走 ——少子的抽取
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2020/9/30
P型和N型半导体
个人收集整理仅供参考学习
电流是指电荷的定向移动。
在半导体材料硅或锗晶体中掺入三价元素杂质可构成缺壳粒的P型半导体，掺入五价元素杂质可构成多余壳粒的N形半导体。
1，说锗晶体本身是电中性的，那掺入三价元素杂质后的P型半导体还是电中性的吗？2，入三价元素杂质的N形半导体如果还为电中性，为什么电子的数目较多？
3，入五价元素杂质的P型半导体如果还为电中性，为什么空穴的数目较多？空穴在电场力的作用下还可以移动？那空穴到底指的是什么？
4，果P型半导体和N形半导体都符合了电中性，那结合之后电子为什么在没有电场力的作用下还可以移动？。
N型和P型半导体
N型和P型半导体
1、特点
半导体中有两种载流子，即价带中的空穴和导带中的电子，以电子导电为主的半导体称之为N型半导体，与之相对的，以空穴导电为主的半导体称为P型半导体。
“N”表示负电的意思，取自英文Negative的第一个字母。
在这类半导体中，参与导电的 (即导电载体) 主要是带负电的电子，这些电子来自半导体中的施主。
凡掺有施主杂质或施主数量多于受主的半导体都是N型半导体。
例如，含有适量五价元素砷、磷、锑等的锗或硅等半导体。
由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等，故N型半导体呈电中性。
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。
2、形成原理
掺杂和缺陷均可造成导带中电子浓度的增高。
对于锗、硅类半导体材料，掺杂Ⅴ族元素(磷、砷、锑等)，当杂质原子以替位方式取代晶格中的锗、硅原子时，可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子，这就形成了半导体中导带电子浓度的增加，该类杂质原子称为施主。
Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素。
某些氧化物半导体，如ZnO、Ta等，其化学配比往往呈现缺氧，这些氧空位能表现出施主的作用，因而该类氧化物通常呈电子导电性，即是N型半导体，真空加热，能进一步加强缺氧的程度，这表现为更强的电子导电性。
P型和N型半导体
P型和N型半导体如果杂质是周期表中第Ⅲ族中的一种元素──受主杂质，例如硼或铟，它们的价电子带都只有三个电子，并且它们传导带的最小能级低于第Ⅳ族元素的传导电子能级。
因此电子能够更容易地由锗或硅的价电子带跃迁到硼或铟的传导带。
在这个过程中，由于失去了电子而产生了一个正离子，因为这对于其它电子而言是个“空位”，所以通常把它叫做“空穴”，而这种材料被称为“P”型半导体。
在这样的材料中传导主要是由带正电的空穴引起的，因而在这种情况下电子是“少数载流子”。
如图1所示。
N型半导体如果掺入的杂质是周期表第V族中的某种元素──施主杂质，例如砷或锑，这些元素的价电子带都有五个电子，然而，杂质元素价电子的最大能级大于锗（或硅）的最大能级，因此电子很容易从这个能级进入第Ⅳ族元素的传导带。
这些材料就变成了半导体。
因为传导性是由于有多余的负离子引起的，所以称为“N”型。
也有些材料的传导性是由于材料中有多余的正离子，但主要还是由于有大量的电子引起的，因而（在N型材料中）电子被称为“多数载流子”。
如图2所示。
P型和N型半导体的应用由P型半导体或N型半导体单体构成的产品有热敏电阻器、压敏电阻器等电阻体。
由P型与N型半导体结合而构成的单结半导体元件，最常见的是二极管；此外，FET也是单结元件。
PNP或NPN以及形成双结的半导体就是晶体管。
（1）用于LEDLED在20世纪60年代诞生后就被认定是荧光灯管、灯泡等照明设备的终结者，甚至有人认为LED将会开创一个新的照明时代，最终出现在所有需要照明的场合。
LED的工作原理和我们常见的白炽灯、荧光灯完全不同，LED从本质上来说是一种半导体器件。
LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体的交界面就会出现一个具有特殊导电性能的薄层，也就是常说的PN结(PNJunctionTransistors)。
PN结可以对P型半导体和N型半导体中多数载流子的扩散运动产生阻力，当对PN结施加正向电压时，电流从LED的阳极流向阴极，而在PN结中少数载流子与多数载流子进行复合，多余的能量就会转变成光而释放出来。
P型和N型半导体
P型和N型半导体如果杂质是周期表中第Ⅲ族中的一种元素──受主杂质，例如硼或铟，它们的价电子带都只有三个电子，并且它们传导带的最小能级低于第Ⅳ族元素的传导电子能级。
因此电子能够更容易地由锗或硅的价电子带跃迁到硼或铟的传导带。
在这个过程中，由于失去了电子而产生了一个正离子，因为这对于其它电子而言是个“空位”，所以通常把它叫做“空穴”，而这种材料被称为“P”型半导体。
在这样的材料中传导主要是由带正电的空穴引起的，因而在这种情况下电子是“少数载流子”。
如图1所示。
N型半导体如果掺入的杂质是周期表第V族中的某种元素──施主杂质，例如砷或锑，这些元素的价电子带都有五个电子，然而，杂质元素价电子的最大能级大于锗（或硅）的最大能级，因此电子很容易从这个能级进入第Ⅳ族元素的传导带。
这些材料就变成了半导体。
因为传导性是由于有多余的负离子引起的，所以称为“N”型。
也有些材料的传导性是由于材料中有多余的正离子，但主要还是由于有大量的电子引起的，因而（在N型材料中）电子被称为“多数载流子”。
如图2所示。
P型和N型半导体的应用由P型半导体或N型半导体单体构成的产品有热敏电阻器、压敏电阻器等电阻体。
由P型与N型半导体结合而构成的单结半导体元件，最常见的是二极管；此外，FET也是单结元件。
PNP或NPN以及形成双结的半导体就是晶体管。
（1）用于LEDLED在20世纪60年代诞生后就被认定是荧光灯管、灯泡等照明设备的终结者，甚至有人认为LED将会开创一个新的照明时代，最终出现在所有需要照明的场合。
LED的工作原理和我们常见的白炽灯、荧光灯完全不同，LED从本质上来说是一种半导体器件。
LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体的交界面就会出现一个具有特殊导电性能的薄层，也就是常说的PN结(PN Junction Transistors)。
PN结可以对P型半导体和N型半导体中多数载流子的扩散运动产生阻力，当对PN结施加正向电压时，电流从LED的阳极流向阴极，而在PN结中少数载流子与多数载流子进行复合，多余的能量就会转变成光而释放出来。
P型和N型半导体区别
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。
（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）
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P型半导体与N型半导体ppt课件
课堂小结
1、半导体的概念 2、半导体的特性 3、P型半导体和N型半导体
半导体为什么具有奇妙的导电特性
半导体的奇妙导电特性是与其原子最外层的价电子有关的。 半导体材料硅有4个价电子，每个硅原子和它相邻的4个硅原子通 过共价键结合起来，如图所示。
半导体受热或受光照时，部分价电子获 得足够的能量，得以挣脱共价键的束缚而成 为自由电子，自由电子逸出的空位就形成空 穴。自由电子带负电，空穴带正电，通称为 载流子，它们在电场的作用下能定向移动形 成电流。温度升高和光照增强，半导体的价 电子就接受更多的能量，有更多的价电子成 为自由电子，并产生同等数量的空穴，半导 体的导电性随之增强，这就是半导体具有热 敏性和光敏性的原因。在纯净半导体中掺入 杂质元素也会产生很多载流子参加导电，其 原因将在随后分析。
知识目标——认识P型半导体与N型半 导体。
情感目标——培养认真钻研、勤于思 考的学习态度。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
学习重难点
学习重点——P型半导体与N型半导体的特点。 学习难点——P型半导体与N型半导体的形成。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
新课教学
一、什么是半导体
物质按导电能力的强弱可分为三大类： 导体 容易传导电流的物质，如电缆的线芯所使用的 铜、铝等金属。
绝缘体 能够可靠地隔绝电流的物质，如电缆的包皮 所使用的橡胶、塑料等。
1．P型半导体 P型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3 价元素形成。
P型半导体的特点是：空穴数量多，自由电子数量 少，参与导电的主要是带正电的空穴，故又称为空穴半 导体。
p型和n型半导体
p型和n型半导体
半导体是电子学中重要的物理材料，它有一定的电导率，既可以电导，也可以抗电流。
电子元件的工作都依赖于半导体的特性，常见的半导体有
p型和n型半导体，它们有不同的性质。
p型半导体指受到外界能量刺激后其电子态密度更高，而空穴密度更低，因而电子和空穴在物理、化学及电荷方面具有相反的特点。
它有较高
的电导率，而且可以易于电流的传播，是一种半导体材料，可用于制作手机、计算机、电子芯片等。
n型半导体是指空穴密度比电子密度大，即空穴使用率大于电子使用率，所以它具有很强的导电性。
它也是一种半导体材料，可以用于器件的
制作，例如门驱动器、晶体管等。
此外，p型和n型半导体作为一对相反
的两种性质，可以被用来制作不同的电子器件，如光电耦合器、晶体管等。
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单晶硅结构示意图
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三、P型半导体和N型半导体
在纯净的硅、锗半导体中，掺入10-7～10-6某种确定 的杂质元素后所得的半导体称为杂质半导体，其类型有P 型半导体和N型半导体。
1．P型半导体 P型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入硼、铝等3 价元素形成。
P型半导体的特点是：空穴数量多，自由电子数量 少，参与导电的主要是带正电的空穴，故又称为空穴半 导体。
P型半导体与N型半导体
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学习目标
知识目标——认识P型半导体与N型半 导体。
情感目标——培养认真钻研、勤于思 考的学习态度。
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学习重难点
学习重点——P型半导体与N型半导体的特点。 学习难点——P型半导体与N型半导体的形成。
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新课教学
一、什么是半导体
物质按导电能力的强弱可分为三大类： 导体 容易传导电流的物质，如电缆的线芯所使用的 铜、铝等金属。 绝缘体 能够可靠地隔绝电流的物质，如电缆的包皮 所使用的橡胶、塑料等。 半导体 导电能力介于导体与绝缘体之间的物质，硅 （Si）、锗（Ge）是最常见的用于制造各种半导体器件的 材料。
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二、半导体的特性
半导体之所以得到广泛的应用，是因为人们发现半 导体具有以下三个奇妙且可贵的特性：
掺杂性 在纯净的半导体中掺入极其微量的杂质元 素，则它的导电能力将大大增强。应用掺杂技术可以制 造出各种半导体元器件。
热敏性 温度升高，将使半导体的导电能力大大增 强。
光敏性 对半导体施加光线照射，光照越强，导电 能力越强。
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半导体为什么具有奇妙的导电特性
半导体的奇妙导电特性是与其原子最外层的价电子有关的。 半导体材料硅有4个价电子，每个硅原子和它相邻的4个硅原子通 过共价键结合起来，如图所示。
半导体受热或受光照时，部分价电子获 得足够的能量，得以挣脱共价键的束缚而成 为自由电子，自由电子逸出的空位就形成空 穴。自由电子带负电，空穴带正电，通称为 载流子，它们在电场的作用下能定向移动形 成电流。温度升高和光照增强，半导体的价 电子就接受更多的能量，有更多的价电子成 为自由电子，并产生同等数量的空穴，半导 体的导电性随之增强，这就是半导体具有热 敏性和光敏性的原因。在纯净半导体中掺入 杂质元素也会产生很多载流子参加导电，其 原因将在随后分析。
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2．N型半导体 N型半导体是在纯净半导体硅或锗中掺入微量磷、 砷等5价元素形成。 N型半导体的特点是：自由电子数量多，空穴数量 少，参与导电的主要是带负电的自由电子，故又称为 电子半导体。
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“N型半导体自由电子数量多，而自由电子 是带负电荷的，所以N型半导体带负电。”这一 说法在正电确中吗性？的半导中掺入电中性的五价元素， 从系统的概念来理解，其形成的整个N型半导体 也应保持电中性。
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课堂小结
1、半导体的概念 2、半导体的特性 3、P型半导体和N型半导体
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