3分鐘深度解析半導體基本原理與價值

半導體是通常由硅組成的材料產品，其導電性比玻璃之類的絕緣體高，但比銅或鋁之類的純導體導電性低?？梢酝ㄟ^引入雜質（稱為摻雜）來改變其導電性和其他性能，以滿足其所駐留的電子組件的特定需求。

在金屬銅是導體觀察它的原子結構圖就會發現它的最外層只有一個電子我們把這個電子稱為價電子因為原子核與價電子間的吸引力較小所以一旦受到外力吸引，這個電子就很容易脫離爭原子成為一個自由電子這也是銅能夠成為導體的主要原因，同理 觀察絕緣體的原子結構就會發現它們通常擁有8個價電子極其穩定顧名思義半導體應該介于二者之間那么它的原子結構又是怎么樣的呢？

觀察元素周期表就可以發現在導體和絕緣體的分界線附近的元素就是制作半導體的重要材料硅元素，當然是最有影響力的一個觀察原子結構圖就會發現它的最外層有4個電子要想達到平衡狀態不是舍棄四個電子就是更拉攏四個電子而硅原子在排列時巧妙地共享了上下左右四個電子手拉著手組成了穩定8電子結構也就是共價鍵那，那么硅的導電性又從何而來呢當溫度大于絕對零度時處于價帶的電子就可能發生躍遷變成自由電子，同時原來的位置上就會形成一個空穴也就是說硅晶體內會存在等量的自由電子和空穴它們都可以起到導電的作用這就是純凈半導體也叫做本征半導體它的結構，雖然完美但是想要增加半導體的導電能力還需要摻雜其他元素。

當我們把硅原子替換成5價磷原子時就可以提高自由電子的濃度得到N型半導體同理如果用最外層只有三個電子的硼原子替換硅原子提高空穴的濃度就可以得到P型半導體，那么把這兩種類型的半導體連接在一起會發生什么呢？N區的電子迫切地想擴散到P區P區的空穴拼命想要擴散到N區，這時就會形成一個由N指向P的“內電場”阻止擴散進行在二者達到動態平衡后就會在交界面形成一個空間電荷區，這就是PN結PN結具有單向導電性我們常見的二極管，便是利用這個特性制成的而利用太陽光照射PN結就會激發產生電子空穴對經過界面層的電荷分離就會形成一個由P指向N的光生電場這就是光生伏特效應也是太陽能電池的基本原理。

半導體公司面臨的經典難題是，是由技術驅動市場還是由市場驅動技術。投資者應認識到兩者都對半導體行業有效。