半導(dǎo)體，我們都不陌生，幾乎在電子行業(yè)，每天都會(huì)遇到半導(dǎo)體，今天就跟大家一起來(lái)探討下半導(dǎo)體這個(gè)概念，

首先需要講下導(dǎo)體的概念

從原子結(jié)構(gòu)可以判斷出，銅是良導(dǎo)體。銅原子核中包含有29個(gè)質(zhì)子（帶正電荷）像行星環(huán)繞太陽(yáng)一樣環(huán)繞著原子核運(yùn)動(dòng)，電子位于不同的軌道上，兩個(gè)電子在第一軌道，8個(gè)電子在第二軌道，18個(gè)電子在第三軌道，1個(gè)電子在最外層的軌道。

帶正電的原子核吸引環(huán)繞它運(yùn)動(dòng)的電子，而這些電子沒(méi)有被拉進(jìn)原子核的原因在于其圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的向外的離心力，該離心力恰好等于原子核對(duì)電子的吸引力，因此軌道是穩(wěn)定的。電子軌道越大，來(lái)自原子核的吸引力就越小，在較大的軌道上，電子運(yùn)動(dòng)的速度較慢，產(chǎn)生的離心力也相對(duì)較小。

對(duì)于電子來(lái)說(shuō)，最外層軌道最重要，稱為價(jià)帶軌道，它決定了原子的電特性，為了強(qiáng)調(diào)價(jià)帶軌道的重要性，將原子核與所有的內(nèi)層軌道定義為原子的核心，

自由電子，由于核心和價(jià)電子之間的吸引力很弱，外力輕易的使這個(gè)電子脫離銅原子，這種價(jià)電子經(jīng)常稱為自由電子，也是銅成為良導(dǎo)體的原因，最好的導(dǎo)體是銀，銅和金

半導(dǎo)體

最好的導(dǎo)體是（銀、銅和金）只有一個(gè)價(jià)電子，而最好的絕緣體有8個(gè)價(jià)電子，半導(dǎo)體是電學(xué)特性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的元素，最好的半導(dǎo)體具有4個(gè)價(jià)電子。

鍺

鍺是半導(dǎo)體的一種，它的價(jià)帶軌道中有4個(gè)電子，在早期半導(dǎo)體器件制作中，鍺是唯一一種適合的材料，然而鍺器件存在無(wú)法克服的致命缺陷，反向電流過(guò)大。

硅

硅是地球上除氧以外含量最豐富的元素，早期硅的提純度約束它的應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)不存在硅提純的問(wèn)題，現(xiàn)在硅也是半導(dǎo)體材料的首選，沒(méi)有硅，就沒(méi)有現(xiàn)代電子、通信和計(jì)算機(jī)。

其實(shí)還有一個(gè)常見(jiàn)的半導(dǎo)體元素是碳，主要是用來(lái)制作電阻。

空穴

電子的離開(kāi)使得原來(lái)的價(jià)帶軌道上留下了一個(gè)空缺，稱為空穴，空穴表現(xiàn)出為正電荷特性，會(huì)吸引并捕獲其周邊出現(xiàn)的電子，空穴的存在是導(dǎo)體與半導(dǎo)體的本質(zhì)區(qū)別，空穴使得半導(dǎo)體可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。

在純凈的硅晶體中，熱能激發(fā)產(chǎn)生相同數(shù)目的自由電子和空穴，自由電子在晶體中隨機(jī)移動(dòng)，有時(shí)會(huì)接近某個(gè)空穴，被它吸引并陷入其中，復(fù)合指的是自由電子和空穴的結(jié)合，一個(gè)自由電子從產(chǎn)生到消失的這段時(shí)間被稱為它的壽命，由于晶體純度等因素的影響，壽命可以從幾納秒到幾微秒不等。

溫度升高會(huì)使原子的振動(dòng)更加劇烈，這意味著有更多的額自由電子和空穴被激發(fā)，但在任何溫度下，純凈的硅晶體中總是含有等量的自由電子和空穴。

本征半導(dǎo)體

本征半導(dǎo)體是指純凈的半導(dǎo)體，如果晶體中的每個(gè)原子都是硅原子，那么這個(gè)硅晶體就是本征半導(dǎo)體，在室溫下，硅晶體具有電絕緣特性，因?yàn)闊崮芗ぐl(fā)產(chǎn)生的自由電子和空穴數(shù)量很少。

非本征半導(dǎo)體

提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能的方法之一就是摻雜，摻雜是指在本征半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)原子從而改變其電導(dǎo)率，經(jīng)過(guò)摻雜的半導(dǎo)體稱為非本征半導(dǎo)體。

n型半導(dǎo)體

摻入5價(jià)雜質(zhì)的半導(dǎo)體稱為n型半導(dǎo)體，n型半導(dǎo)體中的自由電子數(shù)量比空穴的多，自由電子稱作為多數(shù)載流子，而空穴稱作少數(shù)載流子。

p型半導(dǎo)體

摻入3價(jià)雜質(zhì)的半導(dǎo)體稱為p型半導(dǎo)體，p型半導(dǎo)體中的自由電子數(shù)量比空穴的少，空穴稱作為多數(shù)載流子，而自由電子稱作少數(shù)載流子。

單獨(dú)的n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體用途類似于碳電阻，然而對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行摻雜后，使得晶體一半呈p型，另一半呈n型，便產(chǎn)生新的性能，p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體的交界處叫做pn結(jié)，二極管、晶體管和集成電路的發(fā)明都是來(lái)源pn結(jié)，只要理解了pn結(jié)，就理解了所有類型的半導(dǎo)體器件。
編輯：hfy