什么是半导体

自然界的物质，就其导电性能，大致分为三类：一类是导电性能良好的物质叫导体，如银、铜、铝、铁等金属；另一类是在一般条件下不能导电的物质叫绝缘体，如陶瓷、塑料、橡胶、玻璃等；还有一类物质，其导电性能介于导体和绝缘体之间称之为半导体，如硅、锗、砷化镓等。
物质的导电性能之所以不同，根本原因在于构成各种物质的原子结构不同，原子和原子间的结合方式也各不相同。
在导体中，原子的最外层电子受原子核的吸引力小，它们很容易挣脱原子核的束缚成为自由电子。在外电场的作用下，这些自由电子能作定向移动形成电流。对绝缘体来说，原子的最外层电子受原子核的吸引力大，一般情况下，这们不能挣脱原子核的束缚成为自由电子，所以这类物质几乎不能导电。对于半导体来说，最外层电子所受的原子核的束缚力，既不象导体那样小，也不象绝缘体那样大，这就决定了它的导电性能介于两者之间。
图7.1.1(a)、(b)所示为常见的半导体材料硅和锗的原子结构示意图，它们分别有14个和32个电子，但最外层均为4个价电子。内层电子与原子核结合很紧，可以把它们看成一个整体，称为惯性核。为了讨论方便，我们把图7.1.1(a)、(b)都简化成图7.1.1(c)所示的形式。