半導體，我們都不陌生，幾乎在電子行業，每天都會遇到半導體，今天就跟大家一起來探討下半導體這個概念，

首先需要講下導體的概念

從原子結構可以判斷出，銅是良導體。銅原子核中包含有29個質子（帶正電荷）像行星環繞太陽一樣環繞著原子核運動，電子位于不同的軌道上，兩個電子在第一軌道，8個電子在第二軌道，18個電子在第三軌道，1個電子在最外層的軌道。

帶正電的原子核吸引環繞它運動的電子，而這些電子沒有被拉進原子核的原因在于其圓周運動產生的向外的離心力，該離心力恰好等于原子核對電子的吸引力，因此軌道是穩定的。電子軌道越大，來自原子核的吸引力就越小，在較大的軌道上，電子運動的速度較慢，產生的離心力也相對較小。

對于電子來說，最外層軌道最重要，稱為價帶軌道，它決定了原子的電特性，為了強調價帶軌道的重要性，將原子核與所有的內層軌道定義為原子的核心，

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

半導體

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

鍺

鍺是半導體的一種，它的價帶軌道中有4個電子，在早期半導體器件制作中，鍺是唯一一種適合的材料，然而鍺器件存在無法克服的致命缺陷，反向電流過大。

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用，現在已經不存在硅提純的問題，現在硅也是半導體材料的首選，沒有硅，就沒有現代電子、通信和計算機。

其實還有一個常見的半導體元素是碳，主要是用來制作電阻。

空穴

電子的離開使得原來的價帶軌道上留下了一個空缺，稱為空穴，空穴表現出為正電荷特性，會吸引并捕獲其周邊出現的電子，空穴的存在是導體與半導體的本質區別，空穴使得半導體可以實現導體無法實現的功能。

在純凈的硅晶體中，熱能激發產生相同數目的自由電子和空穴，自由電子在晶體中隨機移動，有時會接近某個空穴，被它吸引并陷入其中，復合指的是自由電子和空穴的結合，一個自由電子從產生到消失的這段時間被稱為它的壽命，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。

溫度升高會使原子的振動更加劇烈，這意味著有更多的額自由電子和空穴被激發，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。

本征半導體

本征半導體是指純凈的半導體，如果晶體中的每個原子都是硅原子，那么這個硅晶體就是本征半導體，在室溫下，硅晶體具有電絕緣特性，因為熱能激發產生的自由電子和空穴數量很少。

非本征半導體

提高半導體的導電性能的方法之一就是摻雜，摻雜是指在本征半導體中摻入雜質原子從而改變其電導率，經過摻雜的半導體稱為非本征半導體。

n型半導體

摻入5價雜質的半導體稱為n型半導體，n型半導體中的自由電子數量比空穴的多，自由電子稱作為多數載流子，而空穴稱作少數載流子。

p型半導體

摻入3價雜質的半導體稱為p型半導體，p型半導體中的自由電子數量比空穴的少，空穴稱作為多數載流子，而自由電子稱作少數載流子。

單獨的n型半導體和p型半導體用途類似于碳電阻，然而對半導體進行摻雜后，使得晶體一半呈p型，另一半呈n型，便產生新的性能，p型半導體和n型半導體的交界處叫做pn結，二極管、晶體管和集成電路的發明都是來源pn結，只要理解了pn結，就理解了所有類型的半導體器件。
編輯：hfy