大家好，這里是萌萌老師的電子元器件基礎講堂，很高興又和大家見面啦！
在上一次的課堂中我們學習了有關電感的知識，在接下來這一個單元的學習過程中，萌萌老師將會帶領大家詳細的學習二極管有關知識。本期我們將會重點了解半導體和導體的有關知識，一起來看看吧！
首先，我們需要明白什么是導體
導體的定義：導體是指電阻率很小且易于傳導電流的物質。
導體中存在大量可自由移動的帶電粒子稱為載流子。在外電場作用下，載流子作定向運動，形成明顯的電流。在科學及工程上常用利用歐姆來定義某一材料的導電程度。
用通俗點的話解釋，導體是容易導電的物體，即是能夠讓電流通過材料，不容易導電的物體叫絕緣體。例如各種金屬及金屬制品、人體、潮濕的木棒、有雜質的水溶液等都是可以導電的，都是導體，金屬是最常見的一類導體。
當然，并不是能導電的物體叫導體，不能導電的物體叫絕緣體，這一點同學們需要注意。
知道了導體是什么，那么什么是半導體呢？
半導體的定義：半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料，是一種導電性可受控制，范圍可從絕緣體至導體之間的材料。
物質存在的形式多種多樣，固體、液體、氣體、等離子體等等。我們通常把導電性差的材料，如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等稱為絕緣體。而把導電性比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體。而半導體，可以簡單的理解為是一種介于導體和絕緣體之間的材料。如常用的晶體管原材料硅、鍺等，都是半導體。
硅（左圖）和鍺（右圖）都是半導體常用的材料
半導體的劃分形式都有哪些？
半導體按照其制造技術可以分為：集成電路器件，分立器件、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、儲存器等大類，一般來說這些還會被分成小類。
此外還有以應用領域、設計方法等進行分類，雖然不常用，但還是按照IC、LSI、VLSI（超大LSI）及其規模進行分類的方法。
除了以上兩種劃分方法，業內還有按照其所處理的信號，可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。
接下來，我們需要簡單的了解一下半導體的結構
半導體都是由原子構成的。而原子=帶正電的原子核+若干個圍繞著原子核運動的負電子。
原子核的正電和圍繞著它的負電子電量相等，整個原子呈電中性。
碳族元素中有兩種元素常用于半導體中：硅和鍺。這兩種元素的外層都有4個電子，屬于四價元素，比較穩定，導電能力是低于導體的，但是不高于絕緣體。半導體的導電性與價電子有關。
硅原子和鍺原子的結構示意圖
圖為鍺原子核硅原子的簡化模型，正離子使用帶圓的+4符號表示
在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統組成晶體點陣。在點陣中，每個院子都處在正四面體的中心，而四個其他原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨原子之間形成共價鍵，公用一對電子。這個共價鍵結構式是非常穩定的。
原子三維結構示意圖
穩定的共價鍵結構式示意圖
了解了半導體的結構之后，我們來看看半導體是如何導電的吧！（半導體的導電機理）
在看導電機理之前，我們首先要看一個概念：載流子。
載流子的定義：可以運動的帶電粒子就是載流子。
在沒有獲取外界的能量之前，硅、鍺原子共價鍵中的價電子被束縛，也沒有刻意運動的載流子，導電能力是0。要導電，就需要獲取能量，比如加熱。獲取能量之后，外層的電子有了能量驅動，運動也就劇烈了，能夠掙脫共價鍵的束縛。一旦脫離了束縛，這個電子就變成了“自由電子”，共價鍵上留下的一個空電子位就叫做“空穴”。空穴和自由電子之間是一一對應的關系。束縛電子獲得能量掙脫束縛，變成了自由電子，剩下了空穴。
自由電子和空穴的示意圖
溫度越高，收到的熱激發就越強，在這里也可以稱為本征激發越強，得到的自由電子數目就越多。如果半導體外界有一定的電場的化，自由電子就會受到電場的吸引而移動，于是就會形成電流，半導體就可以導電了。
半導體的特點
半導體有以下共同特點：
1.半導體的導電能力介于導體與絕緣體之間(單向導電性)。
2.半導體受外界光和熱的刺激時，其導電能力將會有顯著變化。
3.在純凈半導體中，加入微量的雜質，其導電能力會急劇增強。
半導體的五大特性：摻雜性，熱敏性，光敏性，負電阻率溫度特性，整流特性。
半導體的類型
半導體主要有3種類型：本征半導體、N型半導體和P型半導體
1、本征半導體
純凈的半導體被稱為本征半導體，它的導電能力是很弱的，在純凈的半導體中摻入雜質后，導電能力會大大加強。
2、N型半導體
在純凈半導體中摻入5價雜質(也就是原子核最外層有5個電子的物質，如磷、砷和銻等)后，半導體中會有大量帶負電荷的電子(由于半導體原子核最外層一般只有4個電子，所以可以理解為摻入了5價元素后半導體中的電子數偏多了)，這種電子偏多的半導體叫做N型半導體
3、P型半導體
在純凈半導體中摻入3價雜質(如硼、鋁和鎵)后，半導體中電子偏少，有大量的空穴(可以看做正電荷)產生，這種空穴偏多的半導體就叫做P型半導體。
