什么是单向导电的半导体？

19世纪70年代，英国物理学家布朗发现了一种有趣的晶体小石头，在它身上加上一根金属探针，竟有单向导电的本领。后来，人们将它装在收音机上，成了矿石收音机的检波器。那种小石头就是一种半导体。

当时人们对物质的认识，是两类“极端分子”各霸一方：一类是对电流大开绿灯的物质，如铜、银……叫导体；另一类是对电流拒不放行的物质，如橡胶、琥珀……称绝缘体。布朗的发现令人吃惊：为什么半导体能有导体和绝缘体没有的导电能力？

原来，半导体的原子核的最外层，有一部分负电荷的电子参加导电，又有一部分带正电荷的正电子，叫做空穴，也能参加导电。因此，它们既不像金属电子那样能自由活动，也不像绝缘体电子那样被禁锢。半导体的导电能力还与环境密切相关。高温时，它的电子、空穴，像金属电子一样活跃，变成了导体；而在零下上百度时，又像绝缘体一样“闭关自守”，成了绝缘体。

通常，人们总以为掺过杂质的东西不如纯的好，但半导体却不然。在一块纯净的半导体材料中掺入磷、锑等杂质，就成了以电子导电为主的半导体，又叫“N型”半导体。相反，掺入硼等杂质后，就成了以空穴为主的半导体，又叫“P型”半导体。半导体掺入微量杂质，它的导电能力就会成千上万倍地增加。

钛胸罩内的小金属部件，是一种“可记忆形状的”金属，它同样可以用来制造汽车发动机的部件

1948年，美国科学家巴丁、肖克利等人发现：一块“N型”半导体和一块“P型”半导体结合成“PN”结，便会有单向导电的本领，它构成了二极管。两个“PN”结合，就有了放大的功能，构成了三极管。它能代替大个子的电子管。20世纪60年代以来，人们在三极管发展的基础上又不断发明了小规模、中规模乃至大规模集成电路，使半导体器件由小型化进入了集成化。现在已发展到可在几平方毫米的半导体材料上，制作成相当于二极管、三极管及电阻、电容等上万个元件组成的复杂电路。集成电路在电子计算机、电视、通信、导d、人造卫星乃至家用电器中都有广泛的应用。由于半导体的迅速发展，今天它已能够和导体、绝缘体“三分天下”了。

锗和硅是最重要的半导体材料。硅发现较早，从鹅卵石到闪亮的海沙，到处都有它的踪迹，但制备比较复杂，而锗制备容易些。今天，锗和硅一道主宰着90％以上的电子工业。

从基本性能来说，半导体的每一个PN结，都是单向导电的。否则就不叫“半导体”了。但是，若干PN结组成的一个器件，就不一定是单向导电了。最明显的例子就是双向硅。它可以如同普通用电器一样串联在交流电路中，起到调整交流电流强度和控制交流电压的作用。

单向导电性 PN结加正向电压时，可以有较大的正向扩散电流，即呈现低电阻，我们称PN结导通PN结加反向电压时，只有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，我们称PN结截止。这就是PN结的单向导电性。

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