【大學學習】電子技術基礎全42講

物質按導電性能可分為導體、絕緣體和半導體。 ?

物質的導電特性取決于原子結構。導體一般為低價元素, 如銅、鐵、鋁等金屬, 其最外層電子受原子核的束縛力很小, 因而極易掙脫原子核的束縛成為自由電子。因此在外電場作用下, 這些電子產(chǎn)生定向運動(稱為漂移運動)形成電流, 呈現(xiàn)出較好的導電特性。高價元素(如惰性氣體)和高分子物質(如橡膠, 塑料)最外層電子受原子核的束縛力很強, 極不易擺脫原子核的束縛成為自由電子, 所以其導電性極差, 可作為絕緣材料。而半導體材料最外層電子既不像導體那樣極易擺脫原子核的束縛, 成為自由電子, 也不像絕緣體那樣被原子核束縛得那么緊, 因此, 半導體的導電特性介于二者之間。

1.1.1 本征半導體

純凈晶體結構的半導體稱為本征半導體。常用的半導體材料是硅和鍺, 它們都是四價元素, 在原子結構中最外層軌道上有四個價電子。為便于討論, 采用圖 1-１ 所示的簡化原子結構模型。把硅或鍺材料拉制成單晶體時, 相鄰兩個原子的一對最外層電子(價電子)成為共有電子, 它們一方面圍繞自身的原子核運動, 另一方面又出現(xiàn)在相鄰原子所屬的軌道上。即價電子不僅受到自身原子核的作用, 同時還受到相鄰原子核的吸引。于是, 兩個相鄰的原子共有一對價電子, 組成共價鍵結構。故晶體中, 每個原子都和周圍的４個原子用共價鍵的形式互相緊密地聯(lián)系起來,如圖１ - ２所示。