自由电子。同时形成一个电子空位，称之为

“空穴”。从能带图上看，就是电子

离开了价带跃迁到导带，从而在价带中留下了空穴，产生了一对电子和空穴。
通常将这种只含有

“电子空穴对”的半导体称为本征半导体。“本征”指只涉及

半导体本身的特性。半导体就是靠着电子和空穴的移动来导电的，因此，电
子和空穴被统称为载流子。
(2) 产生和复合

由于热或光激发而成对地产生电子空穴对，这种过程称为

“产生”。空穴是

共价键上的空位，自由电子在运动中与空穴相遇时，自由电子就可能回到价
键的空位上来，而同时消失了一对电子和空穴，这就是

“复合”。在一定温度

下，又没有光照射等外界影响时，产生和复合的载流子数相等，半导体中将
在产生和复合的基础上形成热平衡。此时，电子和空穴的浓度保持稳定不变，
但是产生和复合仍在持续的发生。
(3) 杂质和杂质半导体
  纯净的半导体材料中若含有其它元素的原子，那么，这些其它元素的原子
就称为半导体材料中的杂质原子。对硅的导电性能有决定影响的主要是三族
和五族元素原子。还有些杂质如金，铜，镍，锰，铁等，在硅中起着复合中
心的作用，影响寿命，产生缺陷，有着许多有害的作用。

① N 型半导体

磷（

P)，锑（sb )等五族元素原子的最外层有五个电子，它在硅中是处

于替位式状态，占据了一个原来应是硅原子所处的晶格位置，如图

1.6-2。

磷原子最外层五个电子中只有四个参加共价键，另一个不在价键上，成为自
由电子，失去电子的磷原子是一个带正电的正离子，没有产生相应的空穴。
正离子处于晶格位置上，不能自由运动，它不是载流子。因此，掺入磷的半
导体起导电作用的，主要是磷所提供的自由电子，这种依靠电子导电的半导
体称为电子型半导体，简称

N 型半导体。图 1.6-3 表示 N 型半导体材料的能

带图。而为半导体材料提供一个自由电子的

v 族杂质原子，通常称为施主杂

质。

② P 型半导体

硼（

B）铝（AL）镓（GA）等三族元素原子的最外层有三个电子，它

在硅中也是处于替位式状态，如图

1.6-4 所示。硼原子最外层只有三个电子

参加共价键，在另一个价键上因缺少一个电子而形成一个空位邻近价键上的
价电子跑来填补这个空位，就在这个邻近价键上形成了一个新的空位，这就
是

“空穴”。硼原子在接受了邻近价键的价电子而成为一个带负电的负离子，

它不能移动，不是载流子。因此在产生空穴的同时没有产生相应的自由电子。
这种依靠空穴导电的半导体称为空穴型半导体，简称

P 型半导体。图 1.6-5

表示

P 型半导体材料的能带图，为半导体材料提供一个空穴的Ⅲ族杂质原子，

通常称之为受主杂质。
实际上，一块半导体中并非仅仅只存在一种类型的杂质，常常同时含有施主
和受主杂质，此时，施主杂质所提供的电子会通过

“复合”而与受主杂质所提

供的电子相抵消，使总的载流子数目减少，这种现象就成为

“补偿”。在有补

偿的情况下，决定导电能力的是施主和受主浓度之差。若施主和受主杂质浓
度近似相等时，通过复合会几乎完全补偿，这时半导体中的载流子浓度基本
上等于由本征激发作用而产生的自由电子和空穴的浓度。这种情况的半导体
称之为补偿型本征半导体。

在半导体器件产生过程中，实际上就是依据补偿作用，通过掺杂而获得

我们所需要的导电类型来组成所要生产的器件。在掺有杂质的半导体中，新

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