半导体为什么叫半导体?
eeskill 2022-09-21

物质按照导电能力的大小可分为导体、半导体和绝缘体。大家知道金属中有许多自由电子,在电场作用下,自由电子定向运动形成电流,所以金属具有良好的导电性,是导体。在塑料、云母等材料中,虽然也含有大量的电子,但这些电子都被原子核紧紧地束缚在原子核周围而不能自由运动,因而即使加很强的电场,这些电子也不会产生定向运动,形不成电流,所以这一类材料属绝缘体。

除了导体和绝缘体外,还有一类物质.它们既不像导体那样容易导电,也不像绝缘体那样不容易导电,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,我们把这类物质称为半导体。

纯净的半导体材料是不导电的,但半导体电子被束缚的状态是较松的,随着温度的升高,会有个别电子挣脱束缚而成为自由电子,半导体也就有一些导电性了。电子在挣脱束缚离去之后,在原来的位置上会留下一个空位,这个空位可以被别的原子中的电子所填补,就好像在原来的空位移动了一个位置。如果给半导体加上电场,则这种空位的填补运动将是定向的,就好像空位由正向负运动。如果把可定向运动的自由电子称为载流子的话,那么能定向运动的空位也是一种载流子,称之为空穴。自由电子是一种带负电的载流子,由于空穴的运动方向和电子的运动方向相反,所以空穴是一种带正电的载流子。图14-1 给出了半导体中载流子的运动方向,其中电流的方向与空穴运动方向相同,而与电子的运动方向相反。

虽然半导体中有两种载流子.但由于其数量太少.所以纯净的半导体的导电能力十分微弱。如果在纯净的半导体中适量加入微量的杂质元素,就可以大大提高半导体的导电能力。加入半导体中的杂质元素可分为两种:一种杂质加入半导体后,在半导体中会产生许多带负电的电子,这种半导体叫做N 型半导体,其中的电子就是多数载流子,空穴是少数载流子;另一种杂质加到半导体中会产生缺少电子的空穴,这种半导体叫做P 型半导体,其中的空穴就是多数载流子,电子则是少数载流子。

在N 型和P 型两种半导体中,多数载流子和少数载流子的数量相差很多。

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