在上一篇文章中，我們了解了關(guān)于導(dǎo)體半導(dǎo)體以及絕緣體的相關(guān)知識，通過以半導(dǎo)體物理學(xué)這個(gè)新的思路來接觸我的以及非常熟悉的知識。那么我們討論的半導(dǎo)體，那么半導(dǎo)體的知識我們以及了解了。關(guān)于半導(dǎo)體的分類及如何進(jìn)行半導(dǎo)體的摻雜，將是我們今天要研究的課題。

我們都知道：為加入其他雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體稱為純半導(dǎo)體，也就是本質(zhì)半導(dǎo)體或叫做本征半導(dǎo)體。

常見的本質(zhì)半導(dǎo)體有：硅（SI）、鍺（GE）、以及砷化鎵（GAAS），其中半導(dǎo)體是具有負(fù)溫度系數(shù)的特性，也就是溫度越低，其電阻越大而溫度越高，其電阻越小。

這和我們常常說的半導(dǎo)體器件具有溫漂，所說的溫漂就是半導(dǎo)體器件會(huì)隨著溫度的改變其特性會(huì)發(fā)生變化，變化最大的就是其電阻值，那么這幾個(gè)常見的半導(dǎo)體溫度變化的曲線一樣嗎？

不一樣！如果一樣，就不會(huì)出現(xiàn)鍺二極管的淘汰隨后的硅半導(dǎo)體的應(yīng)用。那么來看一下這個(gè)圖：如圖所示：

來分析一下，我們以300K為標(biāo)準(zhǔn)，其往右溫度越高，可以發(fā)現(xiàn)溫度越高其EV的值是處于下降的趨勢，也就是說溫度越高的話半導(dǎo)體電阻特性的電阻值會(huì)降低，這也就是為什么一個(gè)半導(dǎo)體在一個(gè)環(huán)境中雖然我們的電壓、電流甚至電路的設(shè)計(jì)都是非常完美的，如果沒有考慮其使用的環(huán)境，那么這個(gè)電路是不可能長期穩(wěn)定的。反過來想想是不是溫度越高，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就越好，雖然會(huì)出現(xiàn)一些極端的情況，但是給一個(gè)合適的溫度，這個(gè)器件就會(huì)展現(xiàn)出他應(yīng)該有的特性，這也就是為什么所以芯片規(guī)格書在溫度值中會(huì)給一個(gè)常溫25度。

這是關(guān)于半導(dǎo)體的溫度的特性，說到底本征半導(dǎo)體如果不摻雜其他元素的話，本征半導(dǎo)體是不會(huì)導(dǎo)電的，也就是不具有導(dǎo)電能力，或者說導(dǎo)電能力微弱。但這僅僅是理論，沒有數(shù)學(xué)的依據(jù)。

下面介紹一個(gè)定律：即質(zhì)量作用定律

Ni=n*p

其中ni為本質(zhì)濃度

N為電子濃度

P為電洞濃度也叫作空穴濃度

那么在本質(zhì)半導(dǎo)體中其電子濃度與電洞濃度是相等的，也就是說沒有電勢差，沒有電勢差就沒有電壓，沒有電壓的形成的半導(dǎo)體就不具有其導(dǎo)電能力。

既然這樣，我們就為其加入其他的元素，但加入之前，需要明白，當(dāng)摻入雜質(zhì)后其半導(dǎo)體就分為N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體。當(dāng)然這是后話，下面討論一下?lián)诫s。

首先給出定義：加入其他雜質(zhì)元素的半導(dǎo)體叫做摻雜，其被摻雜的半導(dǎo)體叫做雜質(zhì)半導(dǎo)體又叫做外質(zhì)半導(dǎo)體。

其摻雜工藝為：

以硅二極管為例，其摻雜比例為1:108，即每108的硅原子或鍺原子，摻雜一個(gè)五價(jià)元素或三價(jià)元素以增加其導(dǎo)電性。

下面以P型半導(dǎo)為例：

首先，P型半導(dǎo)體的形成是摻入三價(jià)元素而形成的，常用的三價(jià)元素有：硼、鋁、鎵等

當(dāng)摻入三價(jià)元素后，中間會(huì)形成共價(jià)鍵，就是三價(jià)元素周圍的紫色的軌道上面，總共有8個(gè)電子進(jìn)行摻雜，但是摻入的是一個(gè)三價(jià)元素而本質(zhì)半導(dǎo)體是一個(gè)四價(jià)元素，所以會(huì)形成一個(gè)空穴。當(dāng)然這個(gè)一個(gè)半導(dǎo)體所形成的圖形，如果有N個(gè)P型半導(dǎo)體。

其多個(gè)空穴會(huì)吸引電子來做移動(dòng)，繼而形成所謂的電洞流，繼而形成電流

那么從共價(jià)鍵的圖中可以看出，其空穴為多數(shù)載流子，而電子少一個(gè)即為少數(shù)載流子。就是所，多子為空穴，少子為電子的半導(dǎo)體叫做P型半導(dǎo)體。

這里還有一點(diǎn)，如果多數(shù)載流子是空穴的話，那么P型半導(dǎo)體所對應(yīng)的極性，這里以二極管為例，其所對應(yīng)的極性就為正極。因?yàn)檎龢O為電子，而負(fù)極為空穴。

當(dāng)然這是下一節(jié)二極管的基礎(chǔ)知識，這里略講一下。

好了，既然了解了P型半導(dǎo)體，那么我們就來看一下N型半導(dǎo)體，首先，N型半導(dǎo)體摻雜的元素為5價(jià)元素，其常用的五價(jià)元素有，磷、砷、銻等。

當(dāng)然如果根據(jù)P型半導(dǎo)體的思路，其本質(zhì)半導(dǎo)體為四價(jià)元素，當(dāng)摻入一個(gè)五價(jià)元素后，其會(huì)形成一個(gè)多余的電子，而這個(gè)多余的電子叫做自由電子，所以N型半導(dǎo)體為多數(shù)載流子為電子，而少數(shù)載流子為空穴，也就是所電流在物理層面是從負(fù)極流向正極。如圖所示：

這是關(guān)于本質(zhì)半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體的摻雜和P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體的區(qū)別，及利用基本半導(dǎo)體物理學(xué)的角度分析。

那么當(dāng)我們將這兩個(gè)半導(dǎo)體進(jìn)行結(jié)合，會(huì)出現(xiàn)什么樣的物理現(xiàn)象，或者是一個(gè)半導(dǎo)體電子電路的課程研究，也就是在討論這兩個(gè)半導(dǎo)體結(jié)合后的物理現(xiàn)象及對電壓、電流的一些控制和他本身的控制方法。

原文標(biāo)題：【原創(chuàng)分享】電子學(xué)中的百科書-本質(zhì)半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體

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