半导体
半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的一类导电材料，半导体的导电粒子(载流子)是电子和空穴。
半导体的分类
按掺杂与否，可将半导体分为本征半导体和掺杂半导体
本征半导体：纯净的半导体，它的导电粒子(电子和空穴成对出现)，导电能力弱，导电能力还与温度有关，一般认为呈电中性。
掺杂半导体：常用的掺杂半导体有N型和P型
N型半导体：N为Negative的字头，由于电子带负电荷而得名，也称电子型半导体，在电子——空穴平衡的本征半导体(一般为纯净的硅晶体Si或锗晶体Ge，呈电中性)中掺入V族的磷元素，使磷原子取代晶格中的硅原子，即磷原子外层的五个外层电子的其中四个与周围的半导体原子形成共价键，多出的一个电子几乎不受束缚，较容易地成为自由电子,造成电子数大于空穴数的不平衡格局，从而形成N型半导体。N型半导体主要靠电子导电，掺入的杂质越多，电子数就越多，导电能力就越强。
P型半导体：P为Positive的字头，由于空穴带正电而得名，也称空穴型半导体，在电子——空穴平衡的本征半导体(一般为纯净的硅晶体Si或锗晶体Ge，呈电中性)中掺入IIV族的硼元素，使硼原子取代晶格中的硅原子，即硼原子外层的三个外层电子与周围的半导体原子形成共价键，这时会产生一个“空穴”，这个空穴可能吸引束缚电子来“填充”，使得硼原子成为带负电的离子。造成空穴数大于电子数的不平衡格局，从而形成P型半导体。P型半导体主要靠空穴导电，掺入的杂质越多，空穴数就越多，导电能力就越强。
PN结：在一块完整的硅(或锗)片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体，另一边形成P型半导体，这两种半导体的交界面附近的区域被称为PN结。
PN结的形成过程：
1.在P型半导体和N型半导体被制在同一个硅(锗)基片上后，我们知道P型半导体的空穴数较多，N型半导体的电子数较多，这时在P型和N型半导体的交界处就会形成电子和空穴的浓度差，导致N型半导体多余的电子会向P区扩散，P型半导体多余的空穴向N区扩散，扩散的结果使N区失去电子留下带正电的杂质离子，P区失去空穴，留下带负电的杂质离子。在开路中半导体中的离子不能任意移动，因此不参与导电。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近，形成了一个空间电荷区，空间电荷区的薄厚和掺杂物浓度有关
2. 在空间电荷区形成后，由于正负电荷之间的相互作用，在空间电荷区形成了内电场(浓度差扩散形成的电场)，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。这个电场的方向与载流子扩散运动的方向相反，阻止扩散。
3.与此同时，这个电场将使N区的少数载流子空穴向P区漂移，使P区的少数载流子电子向N区漂移，漂移运动的方向正好与扩散运动的方向相反。从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区所失去的空穴，从P区漂移到N区的电子补充了原来交界面上N区所失去的电子，这就使空间电荷减少，内电场减弱。因此，漂移运动的结果是使空间电荷区变窄，扩散运动加强。
4. 最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。在P型半导体和N型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。PN结的内电场方向由N区指向P区。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。
当PN结正偏时(P极接电源正极，N极接电源负极)，PN结导通，导通电阻很小，电流很大；当反偏时，PN结截止，电阻很大，电流近似于0。正偏时，外电场将多数载流子推向空间电荷区，使其变窄，内电场削弱或消失。由于外加电源的作用，从而形成定向电流，PN结导通。
