半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)

1、本征半導(dǎo)體

純凈晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體我們稱之為本征半導(dǎo)體。常用的半導(dǎo)體材料有：硅和鍺。它們都是四價(jià)元素，原子結(jié)構(gòu)的最外層軌道上有四個(gè)價(jià)電子，當(dāng)把硅或鍺制成晶體時(shí)，它們是靠共價(jià)鍵的作用而緊密聯(lián)系在一起。

共價(jià)鍵中的一些價(jià)電子由于熱運(yùn)動(dòng)獲得一些能量，從而擺脫共價(jià)鍵的約束成為自由電子，同時(shí)在共價(jià)鍵上留下空位，我們稱這些空位為空穴，它帶正電。 在外電場(chǎng)作用下，自由電子產(chǎn)生定向移動(dòng)，形成電子電流

一般來(lái)說(shuō)，共價(jià)鍵中的價(jià)電子不完全象絕緣體中價(jià)電子所受束縛那樣強(qiáng)，如果能從外界獲得一定的能量(如光照、升溫、電磁場(chǎng)激發(fā)等)，一些價(jià)電子就可能掙脫共價(jià)鍵的束縛而成為自由電子，將這種物理現(xiàn)象稱作為本征激發(fā)。

本征半導(dǎo)體中的自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)，同時(shí)又不斷復(fù)合，在一定溫度下達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，載流子便維持一定數(shù)目。溫度愈高，載流子數(shù)目愈多，導(dǎo)電性能也就愈好。所以，溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能的影響很大。

2 、摻雜半導(dǎo)體

相對(duì)而言，本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少，導(dǎo)電能力仍然很低。但如果在其中摻入微量的雜質(zhì)，所形成的雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能將大大增強(qiáng)。由于摻入的雜質(zhì)不同，雜質(zhì)半導(dǎo)體可以分為N型和P型兩大類。

型半導(dǎo)體中摻入的雜質(zhì)為磷或其他五價(jià)元素，磷原子在取代原晶體結(jié)構(gòu)中的原子并構(gòu)成共價(jià)鍵時(shí)，多余的第五個(gè)價(jià)電子很容易擺脫磷原子核的束縛而成為自由電子，于是半導(dǎo)體中的自由電子數(shù)目大量增加，自由電子成為多數(shù)載流子，空穴則成為少數(shù)載流子。

P型半導(dǎo)體中摻入的雜質(zhì)為硼或其他三價(jià)元素，硼原子在取代原晶體結(jié)構(gòu)中的原子并構(gòu)成共價(jià)鍵時(shí)，將因缺少一個(gè)價(jià)電子而形成一個(gè)空穴，于是半導(dǎo)體中的空穴數(shù)目大量增加，空穴成為多數(shù)載流子，而自由電子則成為少數(shù)載流子。