介于導體與絕緣體之間，我們將此類物質稱為半導體。

導體與絕緣體為什么有不同的導電特性呢？由于它們的物質內部原子自身的構造和原子與原子間的分離方式不同，它們的導電才能在于決議內部運載電荷的粒子——載流子的幾和運動速度的快慢。

2 半導體的共價鍵構造與共價電子

由于半導體元器件都是由硅Si或者鍺Ge等消費制成的，我們應深化理解硅、鍺半導體的構造特性。

① 硅Si：半導體，原子核內有14個正電荷，核外有14個電子，分三層，最外層4個電子。

② 鍺：原子核內帶32個正電荷，核外有32個電子分四層，最外層4個電子。

化學課程中，原子最外層電子數目決議了元素的性質。原子最外層具有8個電子，稱為穩定構造。硅與鍺元素最外層只要4個電子，假如要穩定必需要借用電子，硅原子在分離時，每個原子最外層的電子，不只遭到本身原子核的約束，而且與四周相鄰的4個原子發作聯絡。每個硅原子都從臨近的4個硅原子那里各借1個電子，使本人最外層有8個電子，同時它將本身的4個電子借給四周的4個原子，使它們構成穩定構造。這樣每2個原子之間就會有一對電子被共用，這兩個電子能呈現在本身原子核的軌道上，同時也呈現在相鄰原子核的軌道上，將這對電子稱為共價電子。共價電子所構成的約束稱為共價鍵。為什么我們要理解硅與鍺元素的構造及共價電子與共價鍵呢，由于變頻器中的二、三極管與場效應管、晶閘管、芯片在構成時，必需在半導體的根底上構成，理解了半導體的特性，就能愈加深化地剖析硅、鍺半導體構成的元器件。

3 半導體的復合擴散與本征半導體

（1）半導體的復合 半導體在環境溫度升高后，就激起出自在電子，同時呈現數量相等的空穴，空穴與電子總是相伴而生的。但是，熱激起后產生的自在電子在運動過程中又會重新回到本人的空位上，與空穴相分離。使電子空穴抵消失，與激起相反的過程稱為復合。

（2）半導體電子空穴的擴散 微粒在自在空間里，自發地從濃度較高的中央向濃度較低的中央運動，將這種現象稱為擴散。在半導體中，空穴和自在電子，也是能運動的粒子，它們的空間有濃度差時，也會產生擴散運動。

（3）本征半導體

① 含義 原子按一定規律排列的很劃一的半導體叫本征半導體，也稱為純潔的半導體，是沒有雜質的。在半導體四周溫度很低時存在共價鍵的穩定構造，電子全部控制在共價鍵里，本征半導體沒有載流子，等效于絕緣體，不容易導電。

② 本征熱激起 在常溫下有少量的電子熱運動，掙脫控制的共價鍵，出來變為自在電子，變成電子載流子，我們將此種現象稱作本征熱激起。熱激起后產生的電子在外加電場作用下，產生帶負電荷的電子電流。

③ 本征熱激起后產生帶正電荷的空穴載流子 由于本征熱激起后價電子掙脫控制，成為自在電子，同時在共價鍵上留下一個短少電子的空位子，這個空位子相當于與電子相同電量的自在正電荷，將這個空位子叫空穴，在電場作用下產生正電荷電流。

（4）N型與P型半導體的方式

① N型半導體的方式 我們在純潔的半導體硅中摻入少量的磷與銻五價元素，由于硅中帶4個價電子，而磷與銻帶五價電子，所以硅中摻磷后構成8個電子的穩定構造后，便剩余一價電子。由于硅中摻入磷后，每個磷原子總能奉獻出一個自在電子，所以我們將這類電子稱施主元素。N型半導體主要靠電子導電，稱為電子型半導體。

② P型半導體的構成 我們給四價元素的硅中摻雜三價元素的硼，為了到達八個電子的穩定，于是硼原子向相鄰元素借用一價電子到達它8個電子的穩定構造，于是在被借處就留有一個空位子，這個空位子就相當于等量的負電子正電荷空穴，所以空穴帶正電荷。硅中摻硼后就產生大量的帶正電荷的空穴。（5）PN結的構成 將P型與N型半導體有效地分離在一同，P區帶正電荷，N區帶負電荷，在它們的接壤面存在很高的濃度差，于是載流子將自發地產生擴散運動，P區簡直沒有自在電子，于是N區的自在電子就越過PN結的接壤面到P區與P區的空穴復合，這樣電子空穴對就消逝了。N區沒有空穴，P區的空穴也將越過界面到N區與N區的電子復合，使電子空穴抵消失。這樣在接壤面區域里，電子空穴對的數目大量減少，我們將該區域稱為空間電荷區。這個區損耗了電荷稱耗盡層。一個耗盡層就構成一個PN結，封裝起來就構成二極管。

圖（a）給P區接電源正極，N區接電源負極。當開關閉合時，串聯燈亮，闡明能夠導通，假如開關閉合燈不亮，就闡明正向阻力大不導通。

圖（b）給P區接電源負極，N區接電源正極，當開關閉合時串聯燈不亮，闡明PN結不導通，反向阻力很小。

經過實驗可證明，PN結正向電阻小，正導游通電流大，反向電阻大，反導游通電流簡直為零，證明PN結具有單導游電特性。