讲一下我们用本征半导体能做成什么东西

我们上一次说了将半导体制作成本征半导体的目的就是为了能有效的控制半导体的特性为我们所用，那我们今天就来讲一下我们用本征半导体能做成什么东西。

首先接触过电子行业的人都会知道，我们电路是由电子元器件构成的，而电子元器件中最基础的元器件莫过于电阻、电容、电感、二极管、三极管等等。

而其中的二极管和三极管我们可以使用本征半导体进行加工后制作而成，首先我们知道二极管简单来说就是一个PN结，而三极管相当于两个PN结，所以我们如果想要得到二极管或者三极管，那么我们首先要制作出PN结。

我们上次说了本征半导体是可控的，所以我们可以在本征半导体内掺入一定的杂质，从而形成我们需要的P型半导体和N型半导体，我们可以将这类型的半导体称为杂质半导体。

那么就肯定有人要问，要怎么操作才能得到P型半导体和N型半导体。

如果我们要得到一个N型半导体，那么我们一般是在本征半导体内掺入5价的元素，一般我们使用的是磷（P）元素，掺入磷元素后，在形成共价键后，周围还多出一个自由电子，如下图所示：

你掺入的磷元素越多，自由电子剩余的越多，也就是自由电子的浓度越大，这样我们就可以制作出我们可以控制的N型半导体。

而如果你要制作P型半导体，那么就要在本征半导体内掺入3价的元素，一般我们是掺入硼元素（B），你掺入一个硼元素，那么就会多出一个空穴，如下图所示：

同理，你掺入的元素越多，空穴浓度也就会相应的提高，掺入一定数量的元素后你就可以得到一个可控的P型半导体。

有了P型半导体和N型半导体，我们就可以采用自然界中的一个扩散运动来制作成PN结，所谓的扩散运动就是我们自然界中的所有物质都有一个特性，那就是会因为浓度差而产生从浓度高的地方往浓度低的地方运动，称为扩散运动。

我们的PN结主要原理就是采用扩散运动来实现的，我们是在一个材料上，采用扩散的工艺得到一个P区，然后在同一个材料上，用扩散的工艺得到一个N区，如下图所示：

我们可以看到P区空穴的浓度高于N区，而N区的自由电子浓度高于P区，这样就会产生空穴由P向N扩散，自由电子由N向P扩散，从而导致的结果就是在接触面的地方P区会缺少空穴，而N区会缺少自由电子，这样在接触面附近就剩下不能移动的离子存在了，也就会构成内电场，内电场形成后会阻止扩散运动的进行；而且内电场会让空穴从N区向P区运动，自由电子会从P区向N区运动。

经过扩散运动和内电场的漂移运动产生的结果，会产生一个空间电荷区，当参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同后，我们称之为动态平衡后（简单来说就是自由电子从N区到P区数量和从P区回N区的数量相同，且空穴从P区移动到N区的数量和N区回到P区的数量相等时），那么就会形成一个PN结，如下图所示。

PN结形成后会有独特的导电性能，如果我们在PN结上加正向电压，也就是我们俗称的正向接法和正向偏置，是将正电压接到P区，这个时候空间电荷区会变窄，扩散运动会加剧，从而形成扩散电流，这个时候PN结处于导通状态，在我们电路组建时，都会加一个限流电阻，这个电阻是为了保护PN结不会击穿。

如果我们在PN结接一个反向电压， 那么空间电荷区就会变宽，阻止了扩散运动， 这样就有利于漂移运动，形成漂移电流，因为这个漂移运动的电流很小，所以我们可以近似认为是截止状态。

这个就是我们一直说的PN结具有单向导电性，简单的说就是正接导通，反接截止。




审核编辑：刘清