2-4　半导体与（金属）导体有什么不同？

半导体与（金属）导体一样能使电流动，不过，一个重要的不同之处在于其电导率（或者电阻率）对温度依赖关系不同。当温度上升时，金属的电导率变小，即电阻率变大，电流减小［图2-2（a）］；而半导体与其相反，随温度的升高，其电导率增大，即电阻率变小，电流增大［图2-2（b）］。当半导体的温度升到某一点时，其电导率与金属导体的相近。

图2-2　金属与半导体对温度依赖关系

半导体的性质为什么不同于导体或绝缘体呢？这是因为载流子的数量不同。载流子的数量决定了物质的电导率和热导率。如果载流子数量大，电导率就高。

什么是载流子？载流子就是电荷的载体（电荷的运输者），也就是能够移动的荷电粒子。电子、正离子、负离子及半导体中的空穴（因电子跃迁缺失而留下的空位）都是载流子。由于载流子的移动，输运电荷，就产生了电流。具有众多个载流子的物质就是导体，相反，载流子少，甚至没有载流子的物质就是绝缘体，而可以改变载流子数量的物质就是半导体。

在导体中有众多个脱离原子束缚的自由电子可以运载电荷。但是，构成晶格的原子在不断地作热振动，这种热振动妨碍电子的顺畅移动。虽然载流子数量很多，可由于道路不畅通，限制了运输的电荷量。当温度上升时，晶格原子的热振动更加剧烈，使得电子移动更加缓慢，运输的电荷量更少。所以，温度上升时，导体的电阻变大。

半导体中的空穴是由于电子跃迁缺失而留下的空位。电子跃迁所需的能量很少，在常温下就能跃迁。但是，跃迁数目少，形成的空穴少，载流子必然也就少。即使晶格原子的影响不大，也就是说，即使道路是畅通的，但由于载流子数量少，所以运输的电荷量受到限制。但当温度上升时，由于能够跃迁的电子增多，形成的空穴增加，也就是说，随温度上升，载流子增多，运输的电荷量增加了。所以，半导体的电阻值是随温度上升而变小。

当光照射到半导体上时，半导体的状态也会发生变化，使得载流子数量大量增加。