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003 材料与上帝（第2页）

好了，有了前面的知识铺垫，现在我可以介绍PN结型晶体管这项伟大的发明了。

纯净的半导体称为本征半导体，但纯锗和纯硅的导点性能不佳，所以我们就给掺杂点别的元素。

在本征半导体中掺入微量5价元素，比如磷、锑、砷等，具体你自己把元素周期表背一下。

这种会形成以电子导电为主的半导体，大家都知道电子带负电。

所以，这种半导体叫N型半导体，以Negative为词头。

如果掺杂的是3价元素，比如硼、稼、铟等，在电场的作用下主要是空穴电流。

空穴带正电荷，所以这种半导体称为P型半导体，以Positive为词头。

注意，虽然掺杂后对于N型和P型半导体而言，虽然都有一种载流子是多数载流子，但整个半导体的正负电荷数是相等的，所以依然保持电中性。

本征半导体掺了其他元素后，虽然导电能力得到了极大增强，但一般并不能直接用来制造成半导体器件。

而是将P型和N型通过一定的制作工艺，构成PN结。

就是P和N两种半导体，Pia的给凑一起，在交界面形成PN结。

这样的结构具备单向导点性，加正向偏置电压的时候导通，反向偏置的时候呈截止状态。

除了单向导电外，PN结还具备感温、感光、发光等特性。

】

江维有些感慨道：“半导体真是一种神奇的材料。”

肖克利：

【嗯，如果没有这种材料，我们今天就很难将真实世界的温度、湿度、光、压力等等转化为电信号。

再将电信号数字化进行分析、放大、处理，形成数字信息世界。

】

江维点点头：“我大学传感器这门课的教授就曾经说过，当你越来越深入的研究材料学，会越来越怀疑上帝是否真的存在。

我们地球上无数神奇的材料，让我们能够创造今天这样的科技社会。

它们的特性总是那么的恰到好处的满足人类的需求。

这是否是上帝，早就安排好了……”

【不，你应该说天才是否是上帝安排的，我们从一大堆乱七八糟的东西里面发现特殊材料的特性，并利用它们创造世界！

】

江维：“也对，半导体的深入认识和应用，依赖于1926年至1936年间量子力学的创立和量子场论的发展。

感谢你们这些物理学家对人类做出的贡献。”

肖克利：【所以，我是诺贝尔物理学奖获得者，天才物理学家，威廉·肖克利！

】

观众爱呀玛雅：“哎呀妈呀，原来半导体还要依靠量子力学，难怪是物理学搞出来的。”

观众长鼻象长在腰上：“那当然啊，微电子技术是通过控制电子群体来实现其功能，利用的是电子的粒子性进行工作。

80年代末诞生的纳米电子学，是通过控制单个原子、分子来工作，利用的是电子的波动性。

电子学跟物理学是息息相关的。”