7、半导体器件与放大器基础解析

半导体器件与放大器基础解析

1. 半导体基础

半导体在现代电子技术中占据着核心地位。纯半导体，也就是本征半导体，其导电性介于金属和绝缘体之间。以硅为例，在绝对零度时，硅原子晶格结构中的价电子被紧密束缚，无法自由移动，此时材料的电阻率极高，接近绝缘体。但随着温度升高，价电子获得足够的热能，摆脱束缚成为自由电子，从而使材料能够导电，这体现了半导体具有负的电阻率温度系数。

为了改变半导体的电学性质，通常会对其进行掺杂。当掺入第 5 族元素（如磷）时，每个磷原子会引入一个额外的、束缚较弱的电子，这些电子成为 n 型半导体中的多数载流子，显著降低了材料的电阻率。相反，掺入第 3 族元素（如硼）会产生空穴，空穴成为 p 型半导体中的多数载流子。在正常环境温度下，半导体中同时存在电子和空穴，但掺杂类型决定了哪种载流子成为多数载流子，而另一种则成为少数载流子。

1.1 半导体特性总结

半导体类型	掺杂元素	多数载流子	少数载流子
n 型	第 5 族元素（如磷）	电子	空穴
p 型	第 3 族元素（如硼）	空穴	电子

1.2 半导体特性变化流程