制成的n型和p型半導(dǎo)體材料,它們的摻雜濃度在百萬(wàn)分之一到十億分之一,也就是說(shuō),僅有微少的帶有5個(gè)或3個(gè)價(jià)電子的雜質(zhì)摻進(jìn)晶體。要使硅晶體絕對(duì)純凈是不可能的。因此,我們很容易想到含有三個(gè)價(jià)電子的原子偶然會(huì)在n型半導(dǎo)體中存在,導(dǎo)致不期望的空穴產(chǎn)生,我們稱這個(gè)空穴為少數(shù)載流子,自由電子就稱為多數(shù)載流子。
在p型半導(dǎo)體中,我們期望的空穴是載流子,而且它們占了絕大部分,并且也有少數(shù)的自由電子可能存在,在這種情況下,自由電子就是少數(shù)載流子。
在n型材料中,多數(shù)載流子是自由電子,少數(shù)載流子是空穴,而在p型材料中,多數(shù)載流子是空穴,少數(shù)載流子是自由電子。
現(xiàn)在已經(jīng)能夠制造高純度的硅,這種高純度的材料幾乎不含有不希望的雜質(zhì),雖然這樣可以使得少數(shù)載流子的數(shù)目達(dá)到最少,但是在高溫的條件下,它們的數(shù)目卻會(huì)增加。這是電子學(xué)的一個(gè)重要問(wèn)題。圖8-6說(shuō)明熱怎樣產(chǎn)生少數(shù)載流子,隨著晶體里熱能的增加,越來(lái)越多的電子將會(huì)獲得足夠的能量足以打破共價(jià)鍵,而每個(gè)打破了的鍵產(chǎn)生一個(gè)自由電子和一個(gè)空穴,因此加熱產(chǎn)生的載流子是成對(duì)出現(xiàn)的。若晶體是n型材料制成的,那么每個(gè)由加熱產(chǎn)生的空穴就成為少數(shù)載流子,自由電子加入其他多數(shù)載流子。若晶體是p型材料制成的,加熱產(chǎn)生的自由電子成為少數(shù)載流子,空穴加入其他多數(shù)載流子。
加熱產(chǎn)生的載流子減少了晶體的電阻。加熱還產(chǎn)生了少數(shù)載流子。加熱和由加熱產(chǎn)生的少數(shù)載流子會(huì)影響半導(dǎo)體器件的正常工作。