3分鐘深度解析半導(dǎo)體基本原理與價(jià)值

半導(dǎo)體是通常由硅組成的材料產(chǎn)品，其導(dǎo)電性比玻璃之類的絕緣體高，但比銅或鋁之類的純導(dǎo)體導(dǎo)電性低?？梢酝ㄟ^引入雜質(zhì)（稱為摻雜）來改變其導(dǎo)電性和其他性能，以滿足其所駐留的電子組件的特定需求。

在金屬銅是導(dǎo)體觀察它的原子結(jié)構(gòu)圖就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的最外層只有一個(gè)電子我們把這個(gè)電子稱為價(jià)電子因?yàn)樵雍伺c價(jià)電子間的吸引力較小所以一旦受到外力吸引，這個(gè)電子就很容易脫離爭原子成為一個(gè)自由電子這也是銅能夠成為導(dǎo)體的主要原因，同理 觀察絕緣體的原子結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們通常擁有8個(gè)價(jià)電子極其穩(wěn)定顧名思義半導(dǎo)體應(yīng)該介于二者之間那么它的原子結(jié)構(gòu)又是怎么樣的呢？

觀察元素周期表就可以發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)體和絕緣體的分界線附近的元素就是制作半導(dǎo)體的重要材料硅元素，當(dāng)然是最有影響力的一個(gè)觀察原子結(jié)構(gòu)圖就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的最外層有4個(gè)電子要想達(dá)到平衡狀態(tài)不是舍棄四個(gè)電子就是更拉攏四個(gè)電子而硅原子在排列時(shí)巧妙地共享了上下左右四個(gè)電子手拉著手組成了穩(wěn)定8電子結(jié)構(gòu)也就是共價(jià)鍵那，那么硅的導(dǎo)電性又從何而來呢當(dāng)溫度大于絕對零度時(shí)處于價(jià)帶的電子就可能發(fā)生躍遷變成自由電子，同時(shí)原來的位置上就會(huì)形成一個(gè)空穴也就是說硅晶體內(nèi)會(huì)存在等量的自由電子和空穴它們都可以起到導(dǎo)電的作用這就是純凈半導(dǎo)體也叫做本征半導(dǎo)體它的結(jié)構(gòu)，雖然完美但是想要增加半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力還需要摻雜其他元素。

當(dāng)我們把硅原子替換成5價(jià)磷原子時(shí)就可以提高自由電子的濃度得到N型半導(dǎo)體同理如果用最外層只有三個(gè)電子的硼原子替換硅原子提高空穴的濃度就可以得到P型半導(dǎo)體，那么把這兩種類型的半導(dǎo)體連接在一起會(huì)發(fā)生什么呢？N區(qū)的電子迫切地想擴(kuò)散到P區(qū)P區(qū)的空穴拼命想要擴(kuò)散到N區(qū)，這時(shí)就會(huì)形成一個(gè)由N指向P的“內(nèi)電場”阻止擴(kuò)散進(jìn)行在二者達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后就會(huì)在交界面形成一個(gè)空間電荷區(qū)，這就是PN結(jié)PN結(jié)具有單向?qū)щ娦晕覀兂Ｒ姷亩O管，便是利用這個(gè)特性制成的而利用太陽光照射PN結(jié)就會(huì)激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對經(jīng)過界面層的電荷分離就會(huì)形成一個(gè)由P指向N的光生電場這就是光生伏特效應(yīng)也是太陽能電池的基本原理。

半導(dǎo)體公司面臨的經(jīng)典難題是，是由技術(shù)驅(qū)動(dòng)市場還是由市場驅(qū)動(dòng)技術(shù)。投資者應(yīng)認(rèn)識(shí)到兩者都對半導(dǎo)體行業(yè)有效。