半导体器件是20世纪中期开始发展的电子元器件，具有体积小、质量轻、使用寿命长、可靠性高、输入功率小和功率转换效率高等优点，在现代电子技术中得到了广泛的应用。

1.半导体的基本特性

在自然界中存在着许多不同的物质，根据其导电性能的不同大体可分为导体、绝缘体和半导体3大类。通常将很容易导电、电阻率小于10-4Ω·cm的物质，称为导体，如铜、铝、银等金属材料；将很难导电、电阻率大于1010Ω·cm的物质，称为绝缘体，如塑料、橡胶、陶瓷等材料；将导电能力介于导体和绝缘体之间、电阻率在10-4～1010Ω·cm范围内的物质，称为半导体，常用的半导体材料是硅（Si）和锗（Ge）。

用半导体材料制作电子元器件，不是因为它的导电能力介于导体和绝缘体之间，而是由于其导电能力会随着温度、光照的变化或掺入杂质的多少发生显著的变化，这就是半导体不同于导体的特殊性质。

2.本征半导体

本征半导体是指完全纯净的、具有晶体结构（即原子排列按一定规律排得非常整齐）的半导体，如常用半导体材料硅（Si）和锗（Ge），在常温下，其导电能力很弱；在环境温度升高或有光照时，其导电能力随之增强。

3.杂质半导体

在本征半导体中，人为地掺入少量其他元素（称杂质），可以使半导体的导电性能发生显著的变化。利用这一特性，可以制成各种性能不同的半导体器件，这样使得它的用途大大增加。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体，根据掺入杂质性质的不同，可分为两种：N型半导体和P型半导体。

1）N型半导体（电子型半导体）

在4价的本征半导体中掺入正5价元素（如磷、砷），就形成N型半导体。N型半导体的特点是：自由电子数量多，空穴数量少，参与导电的主要是带负电的自由电子，所以又称电子型半导体，如图7-1-1（a）所示。

2）P型半导体（空穴型半导体）(www.daowen.com)

在4价的本征半导体中掺入正3价杂质元素（如硼、镓）时，就形成P型半导体。P型半导体的特点是：空穴数量多，自由电子数量少，参与导电的主要是带正电的空穴，所以其又称为空穴型半导体，如图7-1-1（b）所示。

由于杂质的掺入，使得N型半导体和P型半导体的导电能力较本征半导体有极大的增强。但是掺入杂质不是单纯为了提高半导体的导电能力，而是想通过控制杂质掺入量的多少，来控制半导体导电能力的强弱。

图7-1-1　杂质半导体

（a）N型半导体；（b）P型半导体

4.PN结及其特性

采用掺杂工艺，使半导体材料的一边形成P型半导体区域，另一边形成N型半导体区域，在两者的交界面上会形成一个具有特殊现象的薄层，这个薄层被称为PN结，如图7-1-2所示。

PN结具有单向导电的特性，即电流只能从P端流向N端，而不能从N端流向P端，如图7-1-3所示。

图7-1-2　PN结示意

图7-1-3　PN结的单向导电性

（a）电流能从P端流向N端；（b）电流不能从N端流向P端