在本教程中，我们将学习对半导体的介绍，因为它们是电子产品的重要组成部分。在理解半导体二极管，晶体管等这样的若干器件之前，重要的是要了解关于导电性，能量隙和半导体的基本类型的一点。
本教程的这一部分将在轻松学习PN结的关键基础，这是下一步。
大纲
介绍
电子电路和电路中有两种半导体元件。它们是主动组件和被动组件。在电子设计电路中，二极管是最重要的有源器件，电阻是最重要的无源器件。二极管本质上是单向器件，其电流-电压特性呈指数关系，由半导体材料制成。
在电子学中使用的三种必要材料是绝缘体、半导体和导体。这些材料是根据电现象分类的。电阻率，也就是电阻，是一种测量材料拒绝电流通过的效率的方法。
电阻率的质量单位是欧姆表[ω m]。电阻率低的材料表明电荷在整个半导体中的有效移动。
半导体是绝缘子和导体之间的电阻值值的材料。这些材料既不是智能绝缘体也不是智能导体。它们只有少数自由电子，因为它们的原子以极性结晶的形式紧密结合，被称为“晶格”。半导体样品是硅和锗。
半导体在制造电子电路和集成装置方面具有很高的重要性。通过在制造过程中改变掺杂的温度和浓度，可以容易地改变半导体的导电性。通过向晶格的结晶晶格添加明确量的杂质，可以显着增加半导体材料的电力的能力。
通过向其添加少量杂质，半导体材料的性质随之而变化。通过将硅晶格中的杂质原子掺入掺杂来改变电子和孔之间的平衡的过程。这些杂质原子称为掺杂剂。基于掺入的掺杂材料的类型，将半导体晶体分为两种特别的n型半导体和p型半导体。
v族元素如磷、锑、砷等通常被归为n型杂质。这些元素有5个价电子。当n型杂质掺杂到硅晶体中，五个价电子中的四个与相邻的晶体原子形成四个强的共价键，留下一个自由电子。
同样地，每一个n型杂质原子在导电带中产生一个自由电子，当电势作用于材料时，这个电子将漂移以导电。n型半导体也可以被称为供体。
类元素如硼、铝、镓和铟通常被归为p型杂质。这些元素有3个价电子。当p型杂质掺杂到硅晶体中时，三个价电子都与相邻的晶体原子形成三个强的共价键。
形成第四个共价键的电子数量不足，这种不足称为空穴。同样地，每一个p型杂质原子在价带中产生一个空穴，当电势作用于该材料时，空穴将漂移以导电。p型半导体也可以称为受体。
电阻率
电阻率是每一种材料的一种特性，它有助于根据材料的导电能力来比较不同的材料。电阻率可以用导线的电阻R与截面积A相乘，除以导线的长度L来近似表示。
导电性，即电阻率的倒数，共同表征了材料允许电流通过的程度。感导体电阻率最低，导电性高。电阻率很大程度上取决于材料内部是否存在杂质原子以及材料的温度，即室温(20ºC)。
对于各种导体，半导体和绝缘体，电阻率值随温度变化而变化。温度变化每度电阻的变化称为温度耐温系数。该因子由字母“alpha”表示（α）表示。
用于材料的正温度系数意味着其电阻随温度的增加而增加。纯导体通常具有正温度的抵抗系数。材料的负系数意味着其电阻随温度的增加而降低。
半导体材料(碳、硅和锗)的电阻温度系数通常为负。下表给出了不同材料的电阻率和温度系数。
导体
导体是用低阻材料建造的，其电阻率为每米微欧姆(µω /m)。电阻率极低，如1 ×欧姆表量级的金属称为导体。这些金属有大量的自由电子。
这些自由电子离开了他们的亲本原子的价层，形成了称为电流的电子漂移。因此，金属是电力的一流导体。
铜、铝、金、银等金属和碳等非金属是古老的导电材料。金属导体大多是电的良导体，电阻值小，导电值高。
在整个传导过程中，热量在全身流动。在传导过程中，这种热流可以看作是能量损失，达到室温即25℃后，能量损失随着温度的升高而增加。
绝缘体
与导体不同的是，绝缘体是由电阻率约为1 ×欧姆表的非金属组成的。非金属只有很少或没有自由电子流过它或在母体原子结构内，因为最外层的电子以一对原子之间的共价键紧密结合。由于电子是带负电荷的，价层内的自由电子很容易被原子核内带正电荷的粒子吸引。
由于没有自由的电子，当施加正电位时，没有电流可以通过提供绝缘性能的材料流动。因此，绝缘体（非金属）是非常差的电力导体。
非金属如玻璃，塑料，橡胶，木，沙，石英和铁氟龙是绝缘体的明智的例子。玻璃绝缘体用于主要电压电力传输。绝缘体用作温暖，声音和电力的保护杆。
半导体
半导体具有介于绝缘体和导体之间的电学特性。完美半导体的聪明例子是硅(Si)，锗(Ge)和砷化镓(GaAs)。这些元素在形成晶格的母体原子结构中只有很少的电子。
硅，基本半导体材料，在外壳内含有四种价电子，形成四个具有四个相邻硅原子的强共价键，使得每个原子与相邻原子共享电子产生强的共价键。硅原子以格子形式组织，产生晶体结构。
通过向半导体提供外部电位并将杂质掺杂剂并入半导体晶体从而产生正负带电荷的空穴，硅半导体晶体的导电电流是可行的。
纯硅原子的结构
硅原子有14个电子;然而，它的轨道排列只有4个价电子可供替代原子共享。这些价电子在光伏效应中起着至关重要的作用。大量硅原子结合在一起形成晶体结构。
在这种结构中，每个硅原子与相邻的硅原子共用四个价电子中的一个。由五个硅原子组成的有序系列单元组成的固态硅晶体。这种规则和固定排列的硅原子是单位被称为晶格。
n型半导体
在硅晶体结构中加入磷、砷、锑等杂质，将本征半导体转变为本征半导体。这些杂质原子被称为五价杂质，因为最外层的五个价电子与相邻原子共享自由电子。
五价杂质原子也称为供体，因为杂质原子中的五种价电子与硅的四个价电子形成四个共价键，留下一个自由电子。每个杂质原子在导通带内产生自由电子。一旦向N型半导体施加正电位，剩余的自由电子形成漂移以产生电流。
n型半导体是比内在半导体材料更好的导体。n型半导体中的多数电荷载流子是电子和少数股载流子是孔。n型半导体没有带负电，因为供体杂质原子的负电荷通过核内的正电荷平衡。
对电流的主要贡献是带负电荷的电子，而带正电荷的空穴由于电子-空穴对也有一定的贡献。
n型半导体掺杂
如将5族元素，如锑杂质加入到硅晶体中，锑原子通过将锑的价电子与硅最外层的价电子结合，与四个硅原子形成四个共价键，留下一个自由电子。因此，杂质原子为结构提供了一个自由电子，所以这些杂质被称为供体原子。
p型半导体
组3元素,如硼、铝和铟是互补的单独的硅晶体结构三个电子在最外层,形成三个封闭的共价键,离开洞共价键结构,因此一个洞在价带的能级图。
当有电子缺陷时，该动作留下了在结晶结构中称为孔中的孔中的充满电带电载体数量的丰富载体。这些组3元素称为三价杂质原子。
丰富的孔的存在吸引了邻近的电子坐在其中。只要电子填充硅晶体中的孔，就会有新的孔，因为它远离它。新创建的孔成功地吸引了电子，创造了其他新孔导致孔的运动，在半导体中产生标准电流。
在硅晶体中孔洞的运动似乎硅晶体是一个正极。只要杂质原子总是产生空穴，由于杂质原子不断地接受自由电子，第3族元素就被称为受体。
硅晶体中的第3组元素的掺杂导致p型半导体。在该P型半导体孔中，多个电荷载波和电子是少数电荷载流子。
p型半导体掺杂
如果将诸如硼，镓和铟等诸如硼，镓和铟的组件，则具有三个价电子的杂质原子形成三个具有硅晶格电子的三个强的共价键，留下一个空位。这种空缺称为孔，由于没有负电荷，它由小圆圈或正符号表示。
半导体基础知识总结
n型材料是通过将组5元素（五价杂质原子）添加到半导体晶体并通过电子移动传导电流来形成的材料类型。
在n型半导体
- 杂质原子是五价元素。
- 具有固体晶体的杂质元素给出了大量的自由电子。
- 五价杂质也被称为捐助者。
- 掺杂使得空穴的数量相对于自由电子的数量更少。
- 掺杂5族元素会产生带正电的给体和带负电的自由电子。
p型材料是将第三族元素(三价杂质原子)添加到固体晶体中形成的一类材料。在这些半导体中，电流主要是由空穴引起的。
在p型半导体
- 杂质原子是三价元素。
- 三价元素导致总是接受电子的空穴数量过多。因此三价杂质称为受体。
- 掺杂使自由电子的数目相对于空穴的数目更少。
- 掺杂会导致带负电荷的受体和带正电荷的空穴
P型和N型均以电神经是电神经的，因为电流所需的电子和孔的贡献由于电子 - 孔对等于。硼（B）和锑（SB）都称为金属拓，因为它们是用于固有半导体的最常用的掺杂剂，以改善电导率的性能。
3回复
“二极管是最重要的活动组件”是对的吗？
对于p型半导体使用的族元素(15或13)
请帮忙
组14元素（例如铟）掺杂组14元素（例如铟）在晶体中产生孔（电子缺乏）。因此，产生p型半导体。