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2-24 半导体是怎样导电的?
金属是通过自由电子来导电的,但半导体除了依靠自由电子外,还依靠空穴,所以半导体的导电类型可以分为电子型(N型)和空穴型(P型)。
半导体的原子原本是中性的,其原因是,因为核外电子所带的负电荷总量等于原子核所带的正电荷。现在由于少了1个价电子,这个原子就带正电,也可以理解为留下的空位(即空穴)是带正电的。但是,这个空位不会总是空着的,因为邻近的价电子会跑过来填补。邻近的原子失去1个价电子后又出现了1个空位。这样,空位不断出现而又不断被填补。因此,可以得出这样的结论:空穴是带正电荷的,它在晶格中会像导电电子一样不断运动。这很像一排队伍中走掉1个人留下1个空位,后面的人不断上去填补空位,人的不断向前填补可以看成空位不停向后运动一样。
在没有外电场时,自由电子和空穴的运动是无规律的,所以不能形成电流。只有在外电场的作用下,电子和空穴的定向运动才能形成电流。这种能形成电流的导电电子和导电空穴称为半导体中的载流子。这样,半导体中除了有电子的导电作用外,还有空穴参与导电,所以半导体的导电原理与金属是不一样的。