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施主

电子学术语

施主（donor）是指半导体中以贡献出电子方式形成电子电导的一种杂质。完全纯的半导体（称本征半导体）在室温下是不导电的。要使半导体导电，需要有意识地在纯半导体中掺一些杂质。

概念说明
完全纯的半导体（称本征半导体）在室温下是不导电的。要使半导体导电，需要在纯半导体中掺一些杂质。在IV族半导体材料硅或锗中掺入V族元素磷、砷或锑（称为施主掺杂或N型掺杂），这些掺入的杂质原子比原来的硅或锗原子多出一个价电子。如硅是IV族元素，每个硅原子有四个价电子，这四个价电子与周围的硅原子共同组成了四个共价键。如果在硅中掺磷杂质，一个磷原子取代了一个硅原子。磷是V族元素，有五个价电子，其中四个价电子也与周围硅原子组成了共价键，而第五个电子对于共价键的形成是不需要的，成为多余电子，被输送到硅的导带上，形成能自由运动的导电电子。
理论诠释
导电电子的浓度约等于或略小于杂质原子的浓度。这种含施主杂质的半导体称为N型半导体。掺杂浓度可在很大的范围内变化（1012—1019个/厘米3），这决定了半导体的电导率在绝缘体与金属之间（10－10—102/欧姆·厘米）。在III－V族化合物半导体材料中掺入VI族元素代替原来的V族元素，也可形成N型半导体。施主杂质通常称为浅能级杂质，它们在禁带中产生的杂质能级位于导带底附近，与导带底相差几个毫电子伏。杂质能级上的多余电子在室温下就能跃迁到导带中去。与此相对的另一类杂质是深能级杂质，它们是由同族元素但不同原子（称为等电子杂质）以及碳、氧、氮和铁、铜、金、银等重金属原子产生。它们产生的能级往往在禁带中间，所以称为深能级。
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