1.半导体及导电能力
半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，在电子电路中大量使用了半导体材料，例如硅就是一种半导体材料。电子电路中处处可见的二极管、晶体管、集成电路等有源器件都是使用这种半导体材料制造的。
重要提示
用半导体材料制成的电子元器件，在特定的工作条件它可以工作在导通和截止两种状态下，这就是神奇的半导体元器件。
2.本征半导体
没有掺杂且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体（intrinsic semiconductor）。通俗地讲，完全纯净的半导体称为本征半导体或I型半导体，如图4-20所示是本征半导体结构示意图。
3.空穴和电子
半导体结构中，价电子（原子的最外层电子）不像在绝缘体（8价元素）中那样被束缚得很紧，在获得一定能量（温度增高、受光照等）后，即可摆脱原子核的束缚（电子受到激发），成为自由电子。同时在共价键中留下的空位称为空穴，如图4-21所示是空穴和自由电子示意图。
图4-20 本征半导体结构示意图
图4-21 空穴和自由电子示意图
4.半导体中的两种电流
本征半导体中的自由电子和空穴在外电场的作用下，半导体中将出现两部分电流。一是自由电子作定向运动形成的电子电流，二是仍被原子核束缚的价电子（不是自由电子）填补空穴形成的空穴电流。
重要提示
在半导体中存在自由电子和空穴两种载流子，这是半导体和金属在导电原理上的本质区别。
5.半导体温度特性
本征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现，同时又不断复合，在一定温度下达到动态平衡，载流子便维持一定数目。温度越高，载流子数目越多，导电性能也就越好。所以，温度对半导体器件性能的影响很大。
6.P型半导体(www.xing528.com)
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟等形成了P型半导体，它也称为空穴型半导体。如图4-22所示是P型半导体结构示意图。
图4-22 P型半导体结构示意图
重要提示
因为三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中留下一空穴。P型半导体中空穴是多数载流子，主要由掺杂形成。电子是少数载流子，由热激发形成。
7.N型半导体
在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，可形成N型半导体，也称电子型半导体。如图4-23所示是N型半导体结构示意图。
图4-23 N型半导体结构示意图
重要提示
因为五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。在N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原子提供。空穴是少数载流子，由热激发而形成。
8.PN结
在一块本征半导体的两侧通过扩散不同的杂质，分别形成N型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体和P型半导体的结合面上形成一系列物理过程。最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。
在P型半导体和N型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的正负空间电荷区就是PN结，又叫耗尽层。如图4-24所示是PN结的结构示意图。PN结的内电场方向由N区指向P区。
图4-24 PN结的结构示意图
图4-25 示意图
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