半导体中的电流
在导体和电介质之间，就电阻而言，位于 半导体… 硅、锗、碲等。 — 元素周期表中的许多元素及其化合物都属于半导体。许多无机物都是半导体。硅比自然界中的其他硅更宽；地壳占地壳的 30%。
半导体和金属之间的主要显着区别在于电阻的负温度系数：半导体的温度越高，其电阻越低。对于金属，情况恰恰相反：温度越高，电阻越大。如果半导体冷却到绝对零，它就变成了 电介质.
半导体电导率对温度的这种依赖性表明，浓度 免费出租车司机 在半导体中不是恒定的并且随温度增加。电流通过半导体的机制不能简化为自由电子气体的模型，如在金属中。要了解这种机制，我们可以在锗晶体上进行研究。
在正常状态下，锗原子在其外壳中包含四个价电子——四个与原子核松散结合的电子。此外，锗晶格中的每个原子都被四个相邻的原子包围。这里的键是共价的，这意味着它是由成对的价电子形成的。
事实证明，每个价电子同时属于两个原子，而且锗内部的价电子与其原子之间的键比金属中的要强。这就是为什么在室温下，半导体传导的电流比金属差几个数量级。在绝对零时，锗的所有价电子都将被键合，并且没有自由电子提供电流。
随着温度升高，一些价电子获得足以破坏共价键的能量。这就是自由传导电子的产生方式。在断开区域形成了一种空缺—— 没有电子的空穴.
这个空穴很容易被相邻对的价电子占据，然后空穴将移动到相邻原子的位置。在一定温度下，晶体中会形成一定数量的所谓电子-空穴对。
与此同时，电子-空穴复合过程发生——一个空穴与一个自由电子相遇，恢复了锗晶体中原子之间的共价键。这种由一个电子和一个空穴组成的电子对可以在半导体中出现，不仅是由于温度作用，而且当半导体被照射时，也就是由于入射到其上的能量 电磁辐射.
如果没有向半导体施加外部电场，则自由电子和空穴进行无序热运动。但是当半导体置于外部电场中时，电子和空穴开始有序移动。就这样诞生了 半导体电流.
它由电子电流和空穴电流组成。在半导体中，空穴和传导电子的浓度是相等的。而且只有在纯半导体中才会这样 电子空穴传导机制……这是半导体的本征电导率。
杂质传导（电子和空穴）
如果半导体中有杂质，那么与纯半导体相比，它的电导率会发生显着变化。向硅晶体中添加磷形式的杂质，含量为 0.001 原子百分比，将使电导率提高 100,000 倍以上！杂质对电导率的如此显着影响是可以理解的。
杂质电导率增长的主要条件是杂质的化合价与母元素的化合价之间的差异。这种杂质传导称为 杂质导电，可以是电子和空穴。
如果将五价原子（例如砷）引入锗晶体中，则锗晶体开始具有导电性，而锗本身的原子价为四。当五价砷原子取代锗晶格时，砷原子的四个外层电子与四个相邻的锗原子形成共价键。砷原子的第五个电子变得自由，很容易离开它的原子。
电子留下的原子在半导体晶格的位置变成正离子。当杂质的化合价大于主要原子的化合价时，这就是所谓的施主杂质。许多自由电子出现在这里，这就是为什么随着杂质的引入，半导体的电阻下降了成千上万倍。添加大量杂质的半导体的导电性接近金属。
尽管电子和空穴负责砷掺杂锗晶体的本征导电性，但离开砷原子的电子是主要的自由载流子。在这种情况下，自由电子的浓度大大超过空穴的浓度，这种导电性称为半导体的电子导电性，半导体本身称为n型半导体。
如果在锗晶体中加入三价铟而不是五价砷，它将仅与三个锗原子形成共价键。第四个锗原子将保持未键合到铟原子上。但是共价电子可以被相邻的锗原子捕获。铟将成为负离子，相邻的锗原子将占据共价键所在的空位。
这种杂质，当杂质原子俘获电子时，称为受体杂质。当引入受体杂质时，晶体中的许多共价键断裂，形成许多空穴，电子可以从共价键跳入这些空穴。在没有电流的情况下，空穴在晶体上随机移动。
由于产生大量空穴，受体导致半导体电导率急剧增加，并且这些空穴的浓度显着超过半导体本征电导率的电子浓度。这是空穴传导，半导体称为p型半导体。其中的主要电荷载体是空穴。