少数载流子即
非平衡载流子,对于p型半导体来说便是其中的电子,对于n型半导体来说便是其中的空穴。
少数载流子即在本征半导体中掺杂不同的元素而形成的不同型半导体中相对于多数载流子的少数载流子。当掺杂五价元素时,五价元素的原子有五个价电子,当它顶替
晶格中的四价硅原子时,每个五价元素原子中的四个价电子与周围四个硅原子以
共价键形式相结合,而余下的一个就不受共价键束缚,它在室温时所获得的热能足以使它挣脱
原子核的吸引而变成自由电子。由于该电子不是共价键中的价电子,因而不会同时产生空穴。而对于每个五价元素原子,尽管它释放出一个自由电子后变成带一个电子电荷量的
正离子,但它束缚在晶格中,不能像载流子那样起导电作用,而相对的得到一个新的空穴。
少子浓度主要由本征激发决定,所以受温度影响较大。半导体在低温下由于载流子浓度指数式增大(施主或受主杂质不断电离),而迁移率也是增大的(电离杂质散射作用减弱之故),所以这时电阻率随着温度的升高而下降。
在室温下由于施主杂质或受主杂质已经完全电离,则载流子浓度不变,但迁移率将随着温度的升高而降低(晶格振动加剧,导致声子散射增强所致),所以电阻率随着温度的升高而增大。在高温下这时本征激发开始起作用,载流子浓度将指数式地很快增大,虽然迁移率仍然随着温度的升高而降低(晶格振动散射越来越强),但是这种迁移率降低的作用不如载流子浓度增加的强,所以总的效果是电阻率随着温度的升高而下降。