半導體基礎知識

一、物體按導電能力分類

導體： 導電能力強，如金屬。

絕緣體： 導電能力很差，如橡膠、陶瓷。

半導體： 導電能力介于導體與絕緣體之間。

二、半導體的原子結構

現代半導體材料主要使用硅和鍺（S i：14；G e：32），其外層 均有四個價電子，而原子核和除價電子外的內層電子組成慣性核。 其簡化模型為：

三、半導體晶體結構

共價鍵制造半導體器件的硅和鍺是單晶材料，具有金剛石結構，每個原 子和相鄰四個原子結合，每個原子的外層四個價電子分別與相鄰的四個 原子的價電子組成而形成穩定的共價鍵結構。

晶體結構平面示意圖：

四、本征半導體

沒有雜質、純凈的結構完整的半導體稱為本征半導體。

本征激發 —— 半導體中共價鍵分裂產生電子空穴對的過程。

半導體中的載流子：自由電子和空穴。當溫度升高或其他射線照射時， 價電子獲得足夠能量掙脫共價鍵成為自由電子，它帶一個單位負電荷；同時 在原來的位置留了一個空位稱為空穴，它帶一個單位正電荷。價電子與空穴 運動方向相反。

半導體中載流子的多少是用單位體積中載流子的個數表示。n表示電 子濃度，p表示空穴濃度。n i 和p i 分別表示本征半導體的電子濃度和空穴濃 度，顯然n i =p i 。

室溫下，本征硅的載流子濃度n i =p i =2.5