半導體的導電原理

不含雜質的半導體稱為本征半導體。半導體硅和鍺的最外層電子有四個，故而稱它為四價元素，每一個外層電子稱為價電子。為了處于穩定狀態，單晶硅和單晶鍺中的每個原子的四個價電子都要和相鄰原子的價電子配對，形成所謂的共價鍵，如圖所示。

但是共價鍵中的電子并不像絕緣體中的電子結合的那樣緊，由于能量激發（如光照、溫度變化），一些電子就能掙脫原有的束縛而成為自由電子。與此同時，某處共價鍵中失去一個電子，相應地就留下一個空位，稱為空穴。自由電子和空穴總是成對出現的。

如果在本征半導體兩端加以電壓，則會有兩種數量相等的運載電荷的粒子（稱作載流子）產生電流。一種是由自由電子向正極移動，形成的電子電流；另一種是空穴向負極移動形成的空穴電流。

如圖所示。空穴電流的形成好像電影場中，前排座位空著，由后排人逐個往前填補人，人向前運動，空位向后運動一樣。因此，在半導體中同時存在著電子導電和空穴導電，但由于這兩種載流子數量很少，所以本征半導體導電能力遠不如金屬中的自由電子。

p型半導體的導電原理

半導體中有兩種載流子：導帶中的電子和價帶中的空穴。 如果某一類型半導體的導電性主要依靠價帶中的空穴，則該類型的半導體就稱為P型半導體。 “P”表示正電的意思，取自英文Positive的第一個字母。在這類半導體中，參與導電的 （即電荷載體） 主要是帶正電的空穴，這些空穴來自半導體中的受主。因此凡摻有受主雜質或受主

數量多于施主的半導體都是p型半導體。例如，含有適量三價元素硼、銦、鎵等的鍺或硅等半導體就是P型半導體。

由于P型半導體中正電荷量與負電荷量相等，故P型半導體呈電中性。空穴主要由雜質原子提供，自由電子由熱激發形成。摻入的雜質越多，多子（空穴）的濃度就越高，導電性能就越強。