多数载流子和少数载流子是根据其在半导体中的数量比例来区分的。在N型半导体中,自由电子是多数载流子,而空穴则是少数载流子。这是因为N型半导体是通过在纯净的本征半导体中掺入第五价的杂质元素(如砷)制成的,这些杂质元素的原子在取代晶格的硅原子时会释放出多余的电子,这些电子会成为自由电子并在半导体中自由移动。相反,在P型半导体中,空穴是多数载流子,因为它们是由掺杂进去的第四价杂质元素(如硼)产生的多余空穴。
多数载流子的特点包括:
主要成分是自由电子,它们可以在半导体内部自由移动。
受掺杂浓度的影响较大,因此多数载流子的浓度主要由掺杂浓度决定。
在室温下,多数载流子的浓度基本保持稳定,不受温度变化的影响。
由于多数载流子不能在半导体内部积累形成浓度梯度,因此在半导体内部难以积累起来。
少数载流子的特点包括:
主要成分是空穴,它们会在一定条件下与自由电子结合成可导电的粒子对。
主要受本征激发的影响,因此少数载流子的浓度主要由本征激发决定,并随着温度的升高而快速增加。
少数载流子能在局部区域积累或减少,形成浓度梯度。
总结来说,多数载流子是指在半导体中占主导地位的载流子,它们的主要作用是导电,而少数载流子则是在特定条件下的辅助导电成分,它们的浓度随温度的变化较为显著。