來源：電(diàn)子說
半導體(tǐ)的物(wù)理性質
“半導體(tǐ)”這個名稱廣爲人知(zhī)，但是什麽是半導體(tǐ)？
半導體(tǐ)具有特定的電(diàn)性能。導電(diàn)的物(wù)質稱爲導體(tǐ)，不導電(diàn)的物(wù)質稱爲絕緣體(tǐ)。半導體(tǐ)是性質介于兩者之間的物(wù)質。
導電(diàn)性可以由電(diàn)阻率表示。諸如金，銀和銅的導體(tǐ)具有低電(diàn)阻并且容易導電(diàn)。橡膠，玻璃和陶瓷等絕緣子具有高電(diàn)阻，并且難以通過電(diàn)。半導體(tǐ)類具有介于兩者之間的屬性。它們的電(diàn)阻率可能會根據溫度而變化。在低溫下(xià)，幾乎沒有電(diàn)流通過它們。但是，當溫度升高時，電(diàn)流很容易通過它們。
半導體(tǐ)幾乎不導電(diàn)。但是，當将某些元素添加到半導體(tǐ)中(zhōng)時，電(diàn)流很容易通過它們。
半導體(tǐ)包括單個元件被稱爲元素半導體(tǐ)，包括著名的半導體(tǐ)材料的矽。在另一(yī)方面，半導體(tǐ)制成兩種或多種化合物(wù)被稱爲化合物(wù)的向上半導體(tǐ)，并且用于半導體(tǐ)激光器，發光二極管等。
原子由原子核和繞原子核運動的電(diàn)子組成。
電(diàn)子無法在圍繞原子核的原子空間中(zhōng)的任何距離(lí)處繞原子核運行，但隻允許某些非常特殊的軌道，并且僅以特定的離(lí)散能級存在。這些能量稱爲能級。大(dà)量原子聚集形成晶體(tǐ)，并在固體(tǐ)材料中(zhōng)相互作用，然後能級間距變得如此緊密，以至于它們形成能帶。金屬，半導體(tǐ)和絕緣體(tǐ)的能帶結構彼此不同。
在金屬中(zhōng)，導帶和價帶非常接近，甚至可能重疊，并且費(fèi)米能（Ef）位于内部。這意味着金屬始終具有可以自由移動的電(diàn)子，因此始終可以攜帶電(diàn)流。這樣的電(diàn)子稱爲自由電(diàn)子。這些自由電(diàn)子的流過産生(shēng)了金屬的電(diàn)流。
在半導體(tǐ)和絕緣體(tǐ)中(zhōng)，價帶和導帶由足夠寬度的禁止能隙（Eg）隔開(kāi)，費(fèi)米能（Ef）在價帶和導帶之間。爲了到達導帶，電(diàn)子必須獲得足夠的能量以跳過帶隙。一(yī)旦完成，就可以進行自由移動。
在室溫下(xià)的半導體(tǐ)中(zhōng)，帶隙較小(xiǎo)，在半導體(tǐ)的導電(diàn)性有限的情況下(xià)，有足夠的熱能使電(diàn)子相當容易地跳過該間隙并在導帶中(zhōng)進行躍遷。在低溫下(xià)，沒有電(diàn)子擁有足夠的能量來占據導帶，因此電(diàn)荷不可能移動。在絕對值爲零時，半導體(tǐ)是理想的絕緣體(tǐ)。室溫下(xià)導帶中(zhōng)的電(diàn)子密度不如金屬中(zhōng)高，因此不能像金屬一(yī)樣導電(diàn)。半導體(tǐ)的電(diàn)導率不如金屬，但不如絕緣體(tǐ)那麽差。因此，這種材料稱爲半導體(tǐ)-表示半導體(tǐ)。
絕緣子的帶隙很大(dà)，因此幾乎沒有電(diàn)子可以跳過該間隙。因此，電(diàn)流在絕緣子中(zhōng)不容易流動。絕緣體(tǐ)和半導體(tǐ)之間的差異是帶隙能量的大(dà)小(xiǎo)。在絕緣體(tǐ)中(zhōng)，禁帶非常大(dà)，因此電(diàn)子越過導帶所需的能量實際上足夠大(dà)。絕緣體(tǐ)不容易導電(diàn)。這意味着絕緣子的電(diàn)導率非常差。
用于IC等的半導體(tǐ)晶體(tǐ)是99.999999999％的高純度單晶矽，但是在實際制作電(diàn)路時，會添加雜(zá)質以控制電(diàn)性能。根據所添加的雜(zá)質，它們成爲n型和p型半導體(tǐ)。
将五價磷（P）或砷（As）添加到用于n型半導體(tǐ)的高純度矽中(zhōng)。這些雜(zá)質稱爲施主。施主的能級位于導帶附近，即能隙小(xiǎo)。然後，處于該能級的電(diàn)子容易被激發到導帶并有助于導電(diàn)。
另一(yī)方面，将三價硼（B）等添加到p型半導體(tǐ)中(zhōng)。這稱爲受體(tǐ)。受體(tǐ)的能級接近價帶。由于此處沒有電(diàn)子，因此價帶中(zhōng)的電(diàn)子被激發。結果，在價帶中(zhōng)形成空穴，這有助于導電(diàn)性。