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半導體的導電性

物質按照導電能力的大小可分為導體、半導體和絕緣體。大家知道金屬中有許多自由電子，在電場作用下，自由電子定向運動形成電流，所以金屬具有良好的導電性，是導體。在塑料、云母等材料中，雖然也含有大量的電子，但這些電子都被原子核緊緊地束縛在原子核周圍而不能自由運動，因而即使加很強的電場，這些電子也不會產生定向運動，形不成電流，所以這一類材料屬絕緣體。

除了導體和絕緣體外，還有一類物質.它們既不像導體那樣容易導電，也不像絕緣體那樣不容易導電，它們的導電能力介于導體和絕緣體之間，我們把這類物質稱為半導體。

純凈的半導體材料是不導電的，但半導體電子被束縛的狀態是較松的，隨著溫度的升高，會有個別電子掙脫束縛而成為自由電子，半導體也就有一些導電性了。電子在掙脫束縛離去之后，在原來的位置上會留下一個空位，這個空位可以被別的原子中的電子所填補，就好像在原來的空位移動了一個位置。如果給半導體加上電場，則這種空位的填補運動將是定向的，就好像空位由正向負運動。如果把可定向運動的自由電子稱為載流子的話，那么能定向運動的空位也是一種載流子，稱之為空穴。自由電子是一種帶負電的載流子，由于空穴的運動方向和電子的運動方向相反，所以空穴是一種帶正電的載流子。圖14-1 給出了半導體中載流子的運動方向，其中電流的方向與空穴運動方向相同，而與電子的運動方向相反。

雖然半導體中有兩種載流子.但由于其數量太少.所以純凈的半導體的導電能力十分微弱。如果在純凈的半導體中適量加入微量的雜質元素，就可以大大提高半導體的導電能力。加入半導體中的雜質元素可分為兩種:一種雜質加入半導體后，在半導體中會產生許多帶負電的電子，這種半導體叫做N 型半導體，其中的電子就是多數載流子，空穴是少數載流子;另一種雜質加到半導體中會產生缺少電子的空穴，這種半導體叫做P 型半導體，其中的空穴就是多數載流子，電子則是少數載流子。

在N 型和P 型兩種半導體中，多數載流子和少數載流子的數量相差很多。