1.半导体及其导电方式
电子电路中常用的半导体二极管、三极管及运算放大器等元器件是由半导体制成的。半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，自然界中的硅、锗、硒以及大多数金属氧化物和硫化物就是半导体。实验发现，纯净半导体的导电性能和绝缘性能都不好，因此纯净半导体不适宜制作导体或绝缘体。但是，如果纯净半导体周围的环境温度升高或在纯净半导体中掺入某些杂质，则半导体的导电性能将大大增强。例如，在纯净半导体中掺入磷、硼等元素后，其导电能力会增强几十万至几百万倍。利用半导体的这些特性，可以制成各种光电元件、半导体二极管、三极管、场效应管及运算放大器等电子元件。电子元器件中应用最多的半导体原材料是将具有四个价电子（四价元素）的硅或锗提纯后形成的纯净半导体，这些纯净半导体具有单晶体结构。所谓单晶体就是指按一定规律整齐排列的物质，而多晶体是指原子杂乱排列的物质。因此，半导体又称为晶体，半导体二极管、三极管又称为晶体管。完全纯净的、具有单晶体结构的为本征半导体。在本征半导体（硅或锗）中，每一个原子与相邻的四个原子结合，一个原子中的一个价电子与一个相邻原子中的一个价电子组成一个电子对，构成所谓的共价键结构而使相邻的原子互相束缚。半导体中的电子对不像绝缘体中的电子对那样被紧紧束缚，在获得一定能量（热能）后，共价键中的价电子便挣脱原子核的束缚而成为自由电子，自由电子带负电。此时，共价键中空出的位置称为空穴，空穴带正电。自由电子和空穴是成对出现的，它们都称为载流子。在外电场的作用下，这些带负电的自由电子会逆着电场的方向移动而形成电流，称之为电子导电；与此同时，这些带正电的空穴会沿着电场的方向移动而形成电流，称之空穴导电。在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这与金属导体导电有着本质的区别。
实验发现，半导体中载流子的数目与温度有关。温度越高时，载流子的数目越多，半导体的导电性能越好。因此，温度对半导体元器件的性能影响很大。
2.N 型半导体和P 型半导体
本征半导体的导电能力比较弱，原因是本征半导体中自由电子和空穴的数目太少。如果在本征半导体中掺入适当的杂质，则自由电子或空穴的数目会显著增多，其导电性能会显著增强。
在硅或锗单晶体中掺入微量的五价元素磷后，由于磷原子参加共价键结构只需要四个电子，其多余的一个价电子很容易脱离原子核的束缚而成为自由电子，如图6-1（a）所示。于是，半导体中的自由电子数目大量增加，导电性能显著增强。由于这种半导体的自由电子为多数（多数载流子），空穴为少数（少数载流子），电子导电是主要的导电方式，因此将这导体称为电子半导体或N 型半导体。(www.xing528.com)
在硅或锗单晶体中掺入微量的三价元素硼后，由于硼原子参加共价键结构需要四个价电子，其缺少的一个价电子使硅或锗原子产生一个空穴，如图6-1（b）所示。于是，半导体中的空穴数目大量增加，导电性能显著增强。由于这种半导体的空穴为多数（多数载流子），自由电子为少数（少数载流子），空穴导电是主要的导电方式，因此将这种半导体称为空穴导体或P 型半导体。
应该注意的是，在N 型半导体和P 型半导体中，虽然自由电子、空穴分别为多数载流子，但是由于硅或锗元素及掺入的磷或硼元素中的每一个原子原本是不带电的，因此半导体掺入杂质后仍然不带电。
图6-1 杂志半导体示意图
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