p型半導体

定義

p型半導体とは、価電子が少ない不純物を加えることで、正の電荷をもつ「正孔（ホール）」が主な電気の担い手（キャリア）となる半導体である。

イメージ

シリコンにホウ素などの不純物を入れると、電子が1つ足りない状態ができる。この「電子の抜けた穴」が正孔であり、周りの電子が次々と移動してこの穴を埋めることで、結果として正孔が動いているように見える。つまり、電子が動くことで、正の電荷が移動しているように振る舞う。

数式

電流 \(I\)（A）は、正孔の移動によっても流れると考えることができる。

\[I = \frac{q}{t}\]

ここで、\(q\) は移動した電荷（C）、\(t\) は時間（s）である。

また、電流は正孔の数密度 \(p\)、電荷 \(e\)、移動速度 \(v\) によっても表される。

\[I = p e v A\]

ここで、\(A\) は断面積（m²）である。

ポイント

• p型では正孔（ホール）が主なキャリアであり、電子は少数キャリアである
• 正孔は実際の粒子ではなく、「電子が足りない状態」として表される
• 不純物として3価の元素（例：ホウ素）を加えることで生成される