半导体器件 - 简介

众所周知，原子核与特定原子的电子之间的距离并不相等。通常，电子在明确定义的轨道上旋转。特定数量的电子只能保持在外壳或轨道上。原子的电导率主要受外壳电子的影响。这些电子与电导率有很大关系。

导体和绝缘体

电传导是电子不规则或不受控制的运动的结果。这些运动使某些原子成为良好的电导体。具有此类原子的材料在其外壳或轨道中有许多自由电子。

相比之下，绝缘材料的自由电子数量相对较少。因此，绝缘体的外壳电子倾向于牢固地保持其位置，几乎不允许任何电流流过。因此，在绝缘材料中，导电性非常小。

在导体和绝缘体之间，还有第三种原子（材料），称为半导体。通常，半导体的导电性介于金属和绝缘体的导电性之间。然而，在绝对零度温度下，半导体也像一个完美的绝缘体一样。

硅和锗是最常见的半导体元素。氧化铜、硫化镉和砷化镓是其他一些经常使用的半导体化合物。这些类型的材料通常被归类为IVB型元素。这样的原子有四个价电子。如果它们可以放弃四个价电子，就可以实现稳定性。也可以通过接受四个电子来实现。

原子的稳定性概念是半导体材料状态的重要因素。价带中的最大电子数为 8。当价带中正好有 8 个电子时，可以说原子是稳定的。在稳定原子中，价电子的键合非常牢固。这些类型的原子是极好的绝缘体。在这样的原子中，自由电子不可用于导电。

稳定元素的例子是氩、氙、氖和氪等气体。由于其特性，这些气体不能与其他物质混合，通常被称为惰性气体。

如果外壳中的价电子数少于 8，则称该原子不稳定，即，价电子少于 8 的原子是不稳定的。它们总是试图从邻近的原子借用或捐献电子以变得稳定。外壳中具有 5、6 或 7 个价电子的原子倾向于从其他原子借用电子以寻求稳定性，而具有一个、两个或三个价电子的原子倾向于将这些电子释放给其他附近的原子。