晶體二極管基礎知識（二）

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一、半導體材料及其特性

（二）半導體材料 

  目前，常用的半導體材料是硅和鍺。由于硅、鍺在結構上是晶體狀，因而把用半導體材料硅、鍺制作的二極管、三極管稱為晶體二極管、晶體三極管或通常晶體管。

  1.本證半導體

   完全純凈的、沒有任何雜質而且結構完整的半導體晶體稱為本證半導體。

   在本證半導體中，存兩種載流子，即帶負電的粒子——自由電子和帶有正電的粒子——空穴。這兩種載流子在本證半導體中是成對出現的，即產生一個自由電子的同時也產生一個空穴，我們稱之為電子——空穴對。自由電子和空穴也會成對地結合在一起，我們稱之為復合。因此，本證半導體中自由電子的數目中總是等于空穴的數目，這樣，本證半導體是呈電中性的。自由電子和空穴都是可以作定向運動的載流子，各自形成電流，自由電子與空穴移動方向相反，但形成的電流方向相同。 半導體材料導電能力取決于載流子的數目，而本證半導體在常溫下產生的電子——空穴對很少，所以其導電性能較差。當環境溫度升高時，電子——空穴對的數目將數目將顯著增多，其導電性能也就顯著提高了，我們把這一特性稱為半導體的熱敏特性。此外，半導體還具有光敏、磁敏和壓敏等特性。

  2. P型半導體和N型半導體

  純凈的本證半導體電性能較差，并不能直接用來制造晶體管。

（1）P型半導體

   在硅或鍺本證半導體中參入微量的三價元素，如硼、銦等，就會使本證半導體變為P型半導體。其主要特點是：由于參入微量的三價元素，使本證半導體中空穴數目顯著增加，從而改善了半導體的導電性能。由于空穴數目多于電子數目，因此對于P型半導體來講，它的導電能力主要取決于空穴數目，故稱為空穴型半導體。我們把數目多的空穴稱為多數載流子，數目較少的自由電子稱為少數載流子，P型半導體中電流主要是空穴電流。

 （2）N型半導體

   在硅或鍺本證半導體中參入微量的五價元素，如磷等，就會使本證半導體變為B型半導體。其主要特點是：參入微量的五價元素后使本證半導體中的自由電子數目顯著增加，從而改善了半導體的導電性能。由于自由電子數目多于空穴數目，因此對于N型半導體來講，它的導電能力主要取決于自由電子數目，故稱為電子型半導體。我們把數目多的電子稱為多數載流子，數目較少的空穴稱為少數載流子，N型半導體中電流主要是電子電流。