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半導(dǎo)體的導(dǎo)電性

物質(zhì)按照導(dǎo)電能力的大小可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。大家知道金屬中有許多自由電子，在電場(chǎng)作用下，自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成電流，所以金屬具有良好的導(dǎo)電性，是導(dǎo)體。在塑料、云母等材料中，雖然也含有大量的電子，但這些電子都被原子核緊緊地束縛在原子核周圍而不能自由運(yùn)動(dòng)，因而即使加很強(qiáng)的電場(chǎng)，這些電子也不會(huì)產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)，形不成電流，所以這一類材料屬絕緣體。

除了導(dǎo)體和絕緣體外，還有一類物質(zhì).它們既不像導(dǎo)體那樣容易導(dǎo)電，也不像絕緣體那樣不容易導(dǎo)電，它們的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，我們把這類物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。

純凈的半導(dǎo)體材料是不導(dǎo)電的，但半導(dǎo)體電子被束縛的狀態(tài)是較松的，隨著溫度的升高，會(huì)有個(gè)別電子掙脫束縛而成為自由電子，半導(dǎo)體也就有一些導(dǎo)電性了。電子在掙脫束縛離去之后，在原來(lái)的位置上會(huì)留下一個(gè)空位，這個(gè)空位可以被別的原子中的電子所填補(bǔ)，就好像在原來(lái)的空位移動(dòng)了一個(gè)位置。如果給半導(dǎo)體加上電場(chǎng)，則這種空位的填補(bǔ)運(yùn)動(dòng)將是定向的，就好像空位由正向負(fù)運(yùn)動(dòng)。如果把可定向運(yùn)動(dòng)的自由電子稱為載流子的話，那么能定向運(yùn)動(dòng)的空位也是一種載流子，稱之為空穴。自由電子是一種帶負(fù)電的載流子，由于空穴的運(yùn)動(dòng)方向和電子的運(yùn)動(dòng)方向相反，所以空穴是一種帶正電的載流子。圖14-1 給出了半導(dǎo)體中載流子的運(yùn)動(dòng)方向，其中電流的方向與空穴運(yùn)動(dòng)方向相同，而與電子的運(yùn)動(dòng)方向相反。

雖然半導(dǎo)體中有兩種載流子.但由于其數(shù)量太少.所以純凈的半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力十分微弱。如果在純凈的半導(dǎo)體中適量加入微量的雜質(zhì)元素，就可以大大提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力。加入半導(dǎo)體中的雜質(zhì)元素可分為兩種:一種雜質(zhì)加入半導(dǎo)體后，在半導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生許多帶負(fù)電的電子，這種半導(dǎo)體叫做N 型半導(dǎo)體，其中的電子就是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子;另一種雜質(zhì)加到半導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生缺少電子的空穴，這種半導(dǎo)體叫做P 型半導(dǎo)體，其中的空穴就是多數(shù)載流子，電子則是少數(shù)載流子。

在N 型和P 型兩種半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子的數(shù)量相差很多。