→最外殻電子を① 持つ物質で② と③ の中間的な電気特性を持つ。半導体には④ や⑤ があげられるが、主流なのは④である。
・半導体の結晶
半導体の原子は周辺の原子同士で最外殻電子を共有して結晶を作る。
通常、熱や光エネルギーが加わると最外殻電子が物質内を自由に移動するようになる⑥( )。しかしシリコンでは⑦ のエネルギーでこの現象が起こる。
自由電子が動くことによって空いた最外殻電子の穴⑧( )に電子が入る→⑧ができる。の繰り返しによって電子が移動していく。
⑧は電子を失った穴なので＋の電気を帯びていることになる。
最外殻電子が一つ少ない元素を混ぜて⑧がすでにできている状態にしてあるのが
⑨ 形半導体、最外殻電子が一つ多い元素を混ぜて⑧を発生させずに、余った一つの最外殻電子を自由電子とする半導体を⑩ 形半導体という。
これによってp形半導体は正孔を多数キャリアとし、n形半導体は自由電子を多数キャリアとする。
キャリアとは電気を伝える働きのある自由電子と正孔のこと。
ここで多数キャリアとは正孔(+の電気)と自由電子とを比べてどちらが多いかを表す。
p(positive)形半導体は⑪ を帯びておりn(negative)形半導体は⑫ を帯びている。
⑨p形半導体
⑩n形半導体
| 多数キャリア | 小数キャリア | 加える不純物 | |
|---|---|---|---|
| 半導体 | と の数は同じ | なし | |
| 型半導体 |
(
族) 、 | ||
| 型半導体 |
(
族) 、 | ||