3分鐘深度解析半導體基本原理與價(jià)值

半導體是通常由硅組成的材料產(chǎn)品，其導電性比玻璃之類(lèi)的絕緣體高，但比銅或鋁之類(lèi)的純導體導電性低?？梢酝ㄟ^(guò)引入雜質(zhì)（稱(chēng)為摻雜）來(lái)改變其導電性和其他性能，以滿(mǎn)足其所駐留的電子組件的特定需求。

在金屬銅是導體觀(guān)察它的原子結構圖就會(huì )發(fā)現它的最外層只有一個(gè)電子我們把這個(gè)電子稱(chēng)為價(jià)電子因為原子核與價(jià)電子間的吸引力較小所以一旦受到外力吸引，這個(gè)電子就很容易脫離爭原子成為一個(gè)自由電子這也是銅能夠成為導體的主要原因，同理 觀(guān)察絕緣體的原子結構就會(huì )發(fā)現它們通常擁有8個(gè)價(jià)電子極其穩定顧名思義半導體應該介于二者之間那么它的原子結構又是怎么樣的呢？

觀(guān)察元素周期表就可以發(fā)現在導體和絕緣體的分界線(xiàn)附近的元素就是制作半導體的重要材料硅元素，當然是最有影響力的一個(gè)觀(guān)察原子結構圖就會(huì )發(fā)現它的最外層有4個(gè)電子要想達到平衡狀態(tài)不是舍棄四個(gè)電子就是更拉攏四個(gè)電子而硅原子在排列時(shí)巧妙地共享了上下左右四個(gè)電子手拉著(zhù)手組成了穩定8電子結構也就是共價(jià)鍵那，那么硅的導電性又從何而來(lái)呢當溫度大于絕對零度時(shí)處于價(jià)帶的電子就可能發(fā)生躍遷變成自由電子，同時(shí)原來(lái)的位置上就會(huì )形成一個(gè)空穴也就是說(shuō)硅晶體內會(huì )存在等量的自由電子和空穴它們都可以起到導電的作用這就是純凈半導體也叫做本征半導體它的結構，雖然完美但是想要增加半導體的導電能力還需要摻雜其他元素。

當我們把硅原子替換成5價(jià)磷原子時(shí)就可以提高自由電子的濃度得到N型半導體同理如果用最外層只有三個(gè)電子的硼原子替換硅原子提高空穴的濃度就可以得到P型半導體，那么把這兩種類(lèi)型的半導體連接在一起會(huì )發(fā)生什么呢？N區的電子迫切地想擴散到P區P區的空穴拼命想要擴散到N區，這時(shí)就會(huì )形成一個(gè)由N指向P的“內電場(chǎng)”阻止擴散進(jìn)行在二者達到動(dòng)態(tài)平衡后就會(huì )在交界面形成一個(gè)空間電荷區，這就是PN結PN結具有單向導電性我們常見(jiàn)的二極管，便是利用這個(gè)特性制成的而利用太陽(yáng)光照射PN結就會(huì )激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對經(jīng)過(guò)界面層的電荷分離就會(huì )形成一個(gè)由P指向N的光生電場(chǎng)這就是光生伏特效應也是太陽(yáng)能電池的基本原理。

半導體公司面臨的經(jīng)典難題是，是由技術(shù)驅動(dòng)市場(chǎng)還是由市場(chǎng)驅動(dòng)技術(shù)。投資者應認識到兩者都對半導體行業(yè)有效。