半导体的导电性

半导体的导电性

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。