在上一篇文章中，我們了解了關于導體半導體以及絕緣體的相關知識，通過以半導體物理學這個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體，那么半導體的知識我們以及了解了。關于半導體的分類及如何進行半導體的摻雜，將是我們今天要研究的課題。

我們都知道：為加入其他雜質元素的半導體稱為純半導體，也就是本質半導體或叫做本征半導體。

常見的本質半導體有：硅（SI）、鍺（GE）、以及砷化鎵（GAAS），其中半導體是具有負溫度系數的特性，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體器件具有溫漂，所說的溫漂就是半導體器件會隨著溫度的改變其特性會發生變化，變化最大的就是其電阻值，那么這幾個常見的半導體溫度變化的曲線一樣嗎？

不一樣！如果一樣，就不會出現鍺二極管的淘汰隨后的硅半導體的應用。那么來看一下這個圖：如圖所示：

來分析一下，我們以300K為標準，其往右溫度越高，可以發現溫度越高其EV的值是處于下降的趨勢，也就是說溫度越高的話半導體電阻特性的電阻值會降低，這也就是為什么一個半導體在一個環境中雖然我們的電壓、電流甚至電路的設計都是非常完美的，如果沒有考慮其使用的環境，那么這個電路是不可能長期穩定的。反過來想想是不是溫度越高，半導體的導電能力就越好，雖然會出現一些極端的情況，但是給一個合適的溫度，這個器件就會展現出他應該有的特性，這也就是為什么所以芯片規格書在溫度值中會給一個常溫25度。

這是關于半導體的溫度的特性，說到底本征半導體如果不摻雜其他元素的話，本征半導體是不會導電的，也就是不具有導電能力，或者說導電能力微弱。但這僅僅是理論，沒有數學的依據。

下面介紹一個定律：即質量作用定律

Ni=n*p

其中ni為本質濃度

N為電子濃度

P為電洞濃度也叫作空穴濃度

那么在本質半導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體就不具有其導電能力。

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，當摻入雜質后其半導體就分為N型半導體與P型半導體。當然這是后話，下面討論一下摻雜。

首先給出定義：加入其他雜質元素的半導體叫做摻雜，其被摻雜的半導體叫做雜質半導體又叫做外質半導體。

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，摻雜一個五價元素或三價元素以增加其導電性。

下面以P型半導為例：

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

當摻入三價元素后，中間會形成共價鍵，就是三價元素周圍的紫色的軌道上面，總共有8個電子進行摻雜，但是摻入的是一個三價元素而本質半導體是一個四價元素，所以會形成一個空穴。當然這個一個半導體所形成的圖形，如果有N個P型半導體。

其多個空穴會吸引電子來做移動，繼而形成所謂的電洞流，繼而形成電流

那么從共價鍵的圖中可以看出，其空穴為多數載流子，而電子少一個即為少數載流子。就是所，多子為空穴，少子為電子的半導體叫做P型半導體。

這里還有一點，如果多數載流子是空穴的話，那么P型半導體所對應的極性，這里以二極管為例，其所對應的極性就為正極。因為正極為電子，而負極為空穴。

當然這是下一節二極管的基礎知識，這里略講一下。

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

當然如果根據P型半導體的思路，其本質半導體為四價元素，當摻入一個五價元素后，其會形成一個多余的電子，而這個多余的電子叫做自由電子，所以N型半導體為多數載流子為電子，而少數載流子為空穴，也就是所電流在物理層面是從負極流向正極。如圖所示：

這是關于本質半導體與雜質半導體的摻雜和P型半導體與N型半導體的區別，及利用基本半導體物理學的角度分析。

那么當我們將這兩個半導體進行結合，會出現什么樣的物理現象，或者是一個半導體電子電路的課程研究，也就是在討論這兩個半導體結合后的物理現象及對電壓、電流的一些控制和他本身的控制方法。

原文標題：【原創分享】電子學中的百科書-本質半導體與雜質半導體

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