P与N型半导体

本征半导体

纯净的具有晶体结构的半导体称为本证半导体

半导体。物质的导电性能决定于原子结构。导体一般为低价元素，它们的最外层电子极易挣脱原子核束缚成为自由电子，在外电场的作用下产生定向流动，形成电流。高价元素（如惰性气体或者高分子物质-橡胶）它们的最外层电子受原子核的束缚很强，很难成为自由电子，所以导电性极差，成为绝缘体。常用的半导体材料硅Si和锗Ge均为四价元素，它们的最外层电子即不像导体那样容易挣脱束缚，也不像绝缘体那样束缚很强。是介于两者之间。

本征半导体的晶体结构：在晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵，称为晶格。由于相邻原子间的距离很小，所以相邻的两个原子的最外层电子会出现相邻原子的轨道上，形成共价键结构。晶体中的共价键具有很强的结合力，因此，在常温下只有极少数的价电子由于热运动获得足够的能量，从而挣脱共价键的束缚成为自由电子。共价键中留下的位置，称为空穴。空穴带正电，失去一个价电子带正电。

运载电荷的粒子称为载流子。导体导电只有一种载流子，即自由电子导电。而本征半导体有两种载流子，即自由电子和空穴都导电。

N型半导体

在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷）。取代一部分硅原子，形成了N型半导体。由于五价元素最外层有五个价电子，它们与其周围硅原子形成共价键以外，还多出一个自由电子。在N型半导体中，自由电子的浓度大于空穴的浓度故称自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子；前者为多子，后者为少子，由于五价元素原子可以提供电子，故称之为施主原子。N型半导体主要靠自由电子导电。

P型半导体

在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼）。取代一部分硅原子，形成了P型半导体。由于三价元素最外层有3个价电子，它们与其周围硅原子形成共价键时，就产生了一个“空位”（空位呈现电中性）。当硅原子的最外层电子填补此空位时，其共价键中便产生一个空穴，三价元素原子成为不可移动的负离子。靠空位吸收电子导电，故称为受主原子。P型半导体，空穴为多子，自由电子为少子，主要靠空穴导电。

PN结：将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面就形成PN结。PN结具有单向导电性。