一直以来,我对pn的形成中的几个细节耿耿于怀。最近和一个小伙伴讨论后,更加深了认识。
对于半导体而言,载流子的概念让人感到迷糊。对于N型半导体,比如在Si基里掺杂P原子,此时P原子外层有9个电子,其中的1个就会比较自由,可以移动,这很好理解。
而P型半导体就不怎么好理解,掺入了B原子后,由于除了4个共价键之外还需要一个电子,因此附近的某个Si原子还得贡献一个电子出来,这样,那个Si原子就显待正电了。此时,若有外电场,这个Si原子自然是不可能动起来的,因为结构的原因,但是会把附近的附近的电子吸过来填充空穴,这样,附近的附近的那个Si原子就少了一个电子,或者说空穴移到那里去了,总之,虽然仍然是电子的移动,但是看起来像是空穴在移动。所以我觉得空穴的说法,只是为了形象的描述,你可以不理会这个词,仍然从电子的移动的角度出发来分析也是可以的。
现在,为了更形象的来比喻,我假设了一个”带有同等价值的钞票和欠条的人“的模型来代替原子模型。
在一个空旷的操场上,硅人们整齐的站在操场上。每个硅人身上的钱包里都有4元纸钞(可以等价为原子核内电子为+4价),因为在钱包里,所以不能随意的移动。而手里拿着4张面值一元的欠条,这样他们每个人的经济状况是0元。由于操场上的一个规定,每个人身边必须有8张欠条才能稳定,因此,每个硅人选择和自己的前后左右4个人共享两条张欠条(共价键)。(这里我们暂时不考虑站在操场方阵边缘的硅人是如何共享的。)这时候,有一些叫做磷的人们占据了某些硅人的位置,他们每个人身上带有5元钱,并且手握5张一元欠条,并且也想继续保持稳定结构。他们每个人拿出4张欠条继续共享外,把多余的一张放在头顶,似乎这样的话手边就不是9张欠条而不是8张欠条。这时候,我们观察他们身上的经济状况仍然是0元钱。这时候,如果操场上刮起来一种奇怪的风,他们可以把钞票吹走,而把欠条吸走。由于头顶放的是欠条,所以欠条被吸走,这些磷人好像短时间内多了一元钱。不过可惜的是,每次欠条被吸走,天空中又落下一张欠条在他们头上,因为那是下风口的磷人的欠条被吸上来。这些随风飘舞的欠条,形成了现金流,好吧其实是欠条流。(也就是对应的电流)。
又有一天,有一些叫做硼的人过来占据了硅人位置,他们每个人身上有3元钞票,和3张欠条。由于需要4张共享,他