极纯形式的半导体称为本征半导体。在本征半导体中,即使在室温下,也会产生空穴-电子对。当在本征半导体上施加电场时,电流传导由自由电子和空穴进行,如图 1 所示。自由电子是由于热能破坏了一些共价键而产生的。同时在共价键中产生空穴。在电场的影响下,自由电子和空穴都发生传导。因此,半导体内部的总电流是由自由电子和空穴产生的电流之和。可以注意到,外部导线中的电流完全是由电子引起的。随着空穴到达终端B,电子进入终端附近的半导体晶体并与空穴结合,从而抵消它们。同时,靠近正极 A 的松散电子被吸引远离它们的原子进入正极。这会在正极端子附近产生新的孔,这些孔再次向负极漂移。外在半导体本征半导体的导电性能可以通过添加少量合适的杂质来增加。然后它被称为杂质或非本征半导体。向半导体中添加杂质的过程称为掺杂。一般对于10 8 两种类型 的半导体原子,添加一种杂质原子。根据添加的杂质类型,非本征半导体分为两类,例如:(i) n 型半导体(ii) p型半导体 n型半导体当在纯半导体中加入少量五价杂质时,称为n型半导体。五价杂质的加入在半导体晶体中提供了大量的自由电子。五价杂质的典型例子是砷(As)和锑(Sb)。这种产生 n 型半导体的杂质被称为施主杂质,因为它们向半导体晶体提供自由电子。为了解释 n 型半导体的形成,考虑一个纯锗晶体。我们知道锗原子有四个价电子。当锗晶体中加入少量的五价杂质如砷时,晶体中就会产生大量的自由电子。原因如下。砷是五价的,即它的原子有五个价电子。砷原子适合锗晶体,其四个价电子与四个锗原子形成共价键。砷原子的第五个价电子在共价键中没有位置,因此保持自由。因此,每添加一个砷原子,锗晶体中就会有一个自由电子。五价杂质的加入产生了许多导带电子,即自由电子。五价原子的四个价电子与四个相邻的锗原子形成共价键。五价原子的第五个剩余价电子不能容纳在价带中而行进到导带。以下两点可以仔细注意:(i) 许多新的自由电子是通过添加五价杂质产生的。(ii) 室温的热能仍然产生少量的空穴-电子对。然而,五价杂质提供的自由电子数量远远超过空穴数量。因此它被称为n型半导体(n代表负)