3分鐘深度解析半導(dǎo)體基本原理與價值

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)圖就會發(fā)現(xiàn)它的最外層只有一個電子我們把這個電子稱為價電子因為原子核與價電子間的吸引力較小所以一旦受到外力吸引，這個電子就很容易脫離爭原子成為一個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)就會發(fā)現(xiàn)它們通常擁有8個價電子極其穩(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，當然是最有影響力的一個觀察原子結(jié)構(gòu)圖就會發(fā)現(xiàn)它的最外層有4個電子要想達到平衡狀態(tài)不是舍棄四個電子就是更拉攏四個電子而硅原子在排列時巧妙地共享了上下左右四個電子手拉著手組成了穩(wěn)定8電子結(jié)構(gòu)也就是共價鍵那，那么硅的導(dǎo)電性又從何而來呢當溫度大于絕對零度時處于價帶的電子就可能發(fā)生躍遷變成自由電子，同時原來的位置上就會形成一個空穴也就是說硅晶體內(nèi)會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。

當我們把硅原子替換成5價磷原子時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)體連接在一起會發(fā)生什么呢？N區(qū)的電子迫切地想擴散到P區(qū)P區(qū)的空穴拼命想要擴散到N區(qū)，這時就會形成一個由N指向P的“內(nèi)電場”阻止擴散進行在二者達到動態(tài)平衡后就會在交界面形成一個空間電荷區(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，便是利用這個特性制成的而利用太陽光照射PN結(jié)就會激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對經(jīng)過界面層的電荷分離就會形成一個由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)動市場還是由市場驅(qū)動技術(shù)。投資者應(yīng)認識到兩者都對半導(dǎo)體行業(yè)有效。