施主雜質和施主能級(N型半導體)

   存在于Ⅳ族元素半導體鍺、硅中的Ⅲ族元素(如B、Al、Ga、h)和V族元素(如P、As、Sb)通常在晶格中占據硅或鍺原子的位置,成為替位式雜質。 M9S8AC16CG當一個磷原子占據硅原子的位置以后,其中四個價電子與近鄰的四個硅原子形成共價鍵。由于磷原子有五個價電子,多余一個電子未進入共價鍵,如圖3-17(a)所示。這個價電子被磷原子束縛得很弱,所以很容易從磷原子中“掙脫”出來(雜質電離),在晶體中自由運動,成為自由電子即導帶電子。這種能夠向導帶中提供電子的雜質叫作施主雜質。

   當價電子被束縛在施主雜質周圍時,施主雜質是電中性的,叫作中性施主。失去電子以后的施主雜質叫作電離施主,它是固定在晶格上的一價正離子。施主雜質提供了一個局域化的電子態,相應的能級稱為施主能級。