物質(zhì)根據(jù)其導(dǎo)電能力可分為導(dǎo)體，半導(dǎo)體和絕緣體。每個(gè)人都知道金屬中有許多自由電子。在電場(chǎng)的作用下，自由電子取向形成電流，因此金屬具有良好的導(dǎo)電性并且是導(dǎo)體。在塑料，云母和其他材料中，雖然它們也含有大量的電子，但這些電子被核周?chē)暮司o緊地束縛，不能自由移動(dòng)。因此，即使施加強(qiáng)電場(chǎng)，這些電子也不會(huì)產(chǎn)生定向運(yùn)動(dòng)。這種材料是絕緣體。
除導(dǎo)體和絕緣體外，還有一類(lèi)物質(zhì)。它們既不像導(dǎo)體那樣導(dǎo)電，也不像絕緣體那樣導(dǎo)電。它們的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。我們將這些材料稱(chēng)為半導(dǎo)體。
純半導(dǎo)體材料不導(dǎo)電，但半導(dǎo)體電子結(jié)合的狀態(tài)是松散的。隨著溫度升高，單個(gè)電子自由地脫離并變成自由電子，并且半導(dǎo)體具有一定的導(dǎo)電性。在電子脫離束縛之后，原始位置將出現(xiàn)空位。這個(gè)空位可以被其他原子中的電子填充，好像原來(lái)的空位移動(dòng)了一個(gè)位置。如果對(duì)半導(dǎo)體施加電場(chǎng)，則空位的填充運(yùn)動(dòng)將是方向性的，好像空位從正變?yōu)樨?fù)。如果可以定向的自由電子被稱(chēng)為載流子，那么可以定向的空位也是一種稱(chēng)為空穴的載流子。自由電子是帶負(fù)電的載流子。由于空穴沿與電子運(yùn)動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)，因此空穴是帶正電的載流子。圖14-1示出了半導(dǎo)體中載流子的移動(dòng)方向，其中電流的方向與空穴的移動(dòng)方向相同，與電子的運(yùn)動(dòng)方向相反。
盡管在半導(dǎo)體中存在兩種類(lèi)型的載流子，但由于其少量，純半導(dǎo)體的導(dǎo)電性非常弱。如果在純半導(dǎo)體中添加少量雜質(zhì)元素，則可以大大提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性。添加到半導(dǎo)體的雜質(zhì)元素可以分為兩種:。在向半導(dǎo)體中添加雜質(zhì)之后，在半導(dǎo)體中產(chǎn)生許多帶負(fù)電的電子。該半導(dǎo)體稱(chēng)為N型半導(dǎo)體，其中電子是多數(shù)載流子，并且空穴是少數(shù)載流子;添加到半導(dǎo)體中的另一種雜質(zhì)產(chǎn)生缺少電子的空穴。這種類(lèi)型的半導(dǎo)體稱(chēng)為P型半導(dǎo)體，其中空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子。
在N型和P型半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子的數(shù)量是完全不同的。
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