半導體的基本特性
自然界的物質依照導電程度的難易，可大略分為三大類：導體、半導體和絕緣體。

顧名思義，半導體的導電性介於容易導電的金屬導體和不易導電的絕緣體之間。

半導體的種類很多，有屬於單一元素的半導體如矽（Si）和鍺（Ge），也有由兩種以上元素結合而成的化合物半導體如砷化鎵（GaAs）和砷磷化鎵銦（GaxIn1-xAsyP1-y）等。

在室溫條件下，熱能可將半導體物質內一小部分的原子與原子間的價鍵打斷，而釋放出自由電子並同時產生一電洞。

因為電子和電洞是可以自由活動的電荷載子，前者帶負電，後者帶正電，因此半導體具有一定程度的導電性。

電子在半導體內的能階狀況，可用量子力學的方法加以分析。

在高能量的導電帶內（Ec以上），電子可以自由活動，自由電子的能階就是位於這一導電帶內。

最低能區（Ev以下）稱為「價帶」，被價鍵束縛而無法自由活動的價電子能階，就是位於這一價帶內。

導電帶和價帶之間是一沒有能階存在的「禁止能帶」（或稱能隙，Eg），在沒有雜質介入的情況下，電子是不能存在能隙裡的。

在絕對溫度的零度時，一切熱能活動完全停止，原子間的價鍵完整無損，所有電子都被價鍵牢牢綁住無法自由活動，這時所有電子的能量都位於最低能區的價帶，價帶完全被價電子占滿，而導電帶則完全空著。

價電子欲脫離價鍵的束縛而成為自由電子，必須克服能隙Eg，提升自己的能階進入導電帶。

熱能是提供這一能量的自然能源之一。

近導電帶，而游離後的施體離子則帶正電。

這種半導體稱為n型半導體，其費米能階EF比較靠近導電帶。

一般n型半導體內的電子數量遠比電洞為多，是構成電流傳導的主要載子（或稱多數載子）。

1. 導電性介於導體和半導體之間的物體,稱為半導體
2. 此物體需要高溫和高電量才能通電的物體.
3.在溫度是0和電導率是0,當溫度上升後,價能帶內的電子,由於熱激發躍進到導帶,致使導帶內充滿一些電子,導電率隨之增加----------這就是半導體.
#半導體的特性:
1. 溫度上升電阻下降的特性
2. 整流效應
3 光伏特效應
4. 光電導效應
摻雜物
哪種材料適合作為某種半導體材料的摻雜物需視兩者的原子特性而定。

一般而言，摻雜物依照其帶給被摻雜材料的電荷正負被區分為施體（donor）與受體。

施體原子帶來的價電子多會與被摻雜的材料原子產生共價鍵，進而被束縛。

而沒有和被摻雜材料原子產生共價鍵的電子則會被施體原子微弱地束縛住，這個電子又稱為施體電子。

和本徵半導體的價電子比起來，施體電子躍遷至導帶所需的能量較低，比較容易在半導體材料的晶格中移動，產生電流。

雖然施體電子獲得能量會躍遷至導帶，但並不會和本徵半導體一樣留下一個電洞，施體原子在失去了電子後只會固定在半導體材料的晶格中。

因此這種因為摻雜而獲得多餘電子提供傳導的半導體稱為n型半導體，n代表帶負電荷的電子。

和施體相對的，受體原子進入半導體晶格後，因為其價電子數目比半導體原子的價電子數量少，等效上會帶來一個的空位，這個多出的空位即可視為電洞。

受體摻雜後的半導體稱為p型半導體，p代表帶正電荷的電洞。

以一個矽的本徵半導體來說明摻雜的影響。

矽有四個價電子，常用於矽的摻雜物有三價與五價的元素。

當只有三個價電子的三價元素如硼摻雜至矽半導體中時，硼扮演的即是受體的角色，摻雜了硼的矽半導體就是p型半導體。

反過來說，如果五價元素如磷摻雜至矽半導體時，磷扮演施體的角色，摻雜磷的矽半導體成為n型半導體。

一個半導體材料有可能先後摻雜施體與受體，而如何決定此外質半導體為n型或p型必須視摻雜後的半導體中，受體帶來的電洞濃度較高或是施體帶來的電子濃度較高，亦即何者為此外質半導體的多數載流子（majority carrier）。

和多數載流子相對的是少數載流子（minority carrier）。

對於半導體元件的操作原理分析而言，少數載流子在半導體中的行為有著非常重要的地位。

載流子濃度
摻雜物濃度對於半導體最直接的影響在於其載流子濃度。

在熱平衡的狀態下，一個未經摻雜的本徵半導體，電子與電洞的濃度相等，如下列公式所示：
其中是半導體內的電子濃度、則是半導體的電洞濃度，則是本徵半導體的載流子濃度。

會隨著材料或溫度的不同而改變。

對於室溫下的矽而言，大約是1.5×1010 cm-3。

通常摻雜濃度越高，半導體的導電性就會變得越好，原因是能進入導帶的電子數量會隨著摻雜濃度提高而增加。

摻雜濃度非常高的半導體會因為導電性接近金屬而被廣泛應用在今日的積體電路製程來取代部份金屬。

高摻雜濃度通常會在或是後面附加一上標的「+」號，例如代表摻雜濃度非常高的n型半導體，反之例如則代表輕摻雜的p型半導體。

需要特別說明的是即使摻雜濃度已經高到讓半導體退化為導體，摻雜物的濃度和原本的半導體原子濃度比起來還是差距非常大。

以一個有晶格結構的矽本徵半導體而言，原子濃度大約是5×1022 cm-3，而一般積體電路製程裡的摻雜濃度約在1013 cm-3至1018 cm-3之間。

摻雜濃度在1018 cm-3以上的半導體在室溫下通常就會被視為是一個簡併半導體。

重摻雜的半導體中，摻雜物和半導體原子的濃度比約是千分之一，而輕摻雜則可能會到十億分之一的比例。

在半導體製程中，摻雜濃度都會依照所製造出元件的需求量身打造，以合於使用者的需求。