半導體中的電流
在導體和電介質之間，就電阻而言，位於 半導體… 矽、鍺、碲等。 — 元素週期表中的許多元素及其化合物都屬於半導體。許多無機物都是半導體。矽比自然界中的其他矽寬；地殼佔地殼的 30%。
半導體和金屬之間的主要顯著區別在於電阻的負溫度係數：半導體的溫度越高，其電阻越低。對於金屬，則相反：溫度越高，電阻越大。如果半導體冷卻到絕對零，它就變成了 電介質.
半導體電導率對溫度的這種依賴性表明，濃度 免費出租車司機 在半導體中不是恆定的並且隨溫度增加。電流通過半導體的機制不能簡化為自由電子氣體的模型，如在金屬中。要了解這種機制，我們可以在鍺晶體上進行研究。
在正常狀態下，鍺原子在其外殼中包含四個價電子——四個與原子核鬆散結合的電子。此外，鍺晶格中的每個原子都被四個相鄰的原子包圍。這裡的鍵是共價的，這意味著它是由成對的價電子形成的。
事實證明，每個價電子同時屬於兩個原子，而且鍺內部的價電子與其原子之間的鍵比金屬中的要強。這就是為什麼在室溫下，半導體傳導的電流比金屬差幾個數量級。在絕對零時，鍺的所有價電子都將被鍵合，並且沒有自由電子提供電流。
隨著溫度升高，一些價電子獲得足以破壞共價鍵的能量。這就是自由傳導電子的產生方式。在斷開區域形成了一種空缺—— 沒有電子的空穴.
這個空穴很容易被相鄰對的價電子佔據，然後空穴將移動到相鄰原子的位置。在一定溫度下，晶體中會形成一定數量的所謂電子-空穴對。
與此同時，電子-空穴複合過程發生——一個空穴與一個自由電子相遇，恢復了鍺晶體中原子之間的共價鍵。這種由一個電子和一個空穴組成的電子對可以在半導體中出現，不僅是由於溫度作用，而且當半導體被照射時，也就是由於入射到其上的能量 電磁輻射.
如果沒有向半導體施加外部電場，則自由電子和空穴進行無序熱運動。但是當半導體置於外部電場中時，電子和空穴開始有序移動。就這樣誕生了 半導體電流.
它由電子電流和空穴電流組成。在半導體中，空穴和傳導電子的濃度是相等的。而且只有在純半導體中才會這樣 電子空穴傳導機制……這是半導體的本徵電導率。
雜質傳導（電子和空穴）
如果半導體中有雜質，那麼與純半導體相比，它的電導率會發生顯著變化。向矽晶體中添加磷形式的雜質，含量為 0.001 原子百分比，將使電導率提高 100,000 倍以上！雜質對電導率的如此顯著影響是可以理解的。
雜質電導率增長的主要條件是雜質的化合價與母元素的化合價之間的差異。這種雜質傳導稱為 雜質導電，可以是電子和空穴。
如果將五價原子（例如砷）引入鍺晶體中，則鍺晶體開始具有導電性，而鍺本身的原子價為四。當五價砷原子取代鍺晶格時，砷原子的四個外層電子與四個相鄰的鍺原子形成共價鍵。砷原子的第五個電子變得自由，很容易離開它的原子。
電子留下的原子在半導體晶格的位置變成正離子。當雜質的化合價大於主要原子的化合價時，這就是所謂的施主雜質。許多自由電子出現在這裡，這就是為什麼隨著雜質的引入，半導體的電阻下降了成千上萬倍。添加大量雜質的半導體的導電性接近金屬。
儘管電子和空穴負責砷摻雜鍺晶體的本徵導電性，但離開砷原子的電子是主要的自由載流子。在這種情況下，自由電子的濃度大大超過空穴的濃度，這種導電性稱為半導體的電子導電性，半導體本身稱為n型半導體。
如果在鍺晶體中加入三價銦而不是五價砷，它將僅與三個鍺原子形成共價鍵。第四個鍺原子將保持未鍵合到銦原子上。但是共價電子可以被相鄰的鍺原子捕獲。銦將成為負離子，相鄰的鍺原子將佔據共價鍵所在的空位。
這種雜質，當雜質原子俘獲電子時，稱為受體雜質。當引入受體雜質時，晶體中的許多共價鍵斷裂，形成許多空穴，電子可以從共價鍵跳入這些空穴。在沒有電流的情況下，空穴在晶體上隨機移動。
由於產生大量空穴，受體導致半導體電導率急劇增加，並且這些空穴的濃度顯著超過半導體本徵電導率的電子濃度。這是空穴傳導，半導體稱為p型半導體。其中的主要電荷載體是空穴。