半導體
施體
/ DOH-ner /
把矽原子想成一個個正好有四隻手的人,各自與四個鄰居拉手——每隻手都佔著,沒有空閒。現在放進一個有五隻手的原子,比如磷。四隻手照常拉住鄰居,第五隻手卻沒人可拉。那隻孤零零的第五隻手幾乎掛不住,輕輕一碰就鬆開。
施體是一種雜質原子,它比寄主成鍵所需多帶一顆外層電子,於是把這顆多餘的電子捐給晶體。由於這顆多餘電子被束縛得很鬆,連室溫下溫和的熱量都足以把它搖進導帶,讓它能夠移動、傳導電流。施體原子則被留下,成為一個固定的、帶正電的位點,但它無法移動——能動的只有那顆被釋放的電子。
施體正是工程師有意添加可移動電子的辦法,由此造出所謂的 n 型半導體(n 取自電子的負電荷 negative)。誠實的微妙之處在於:施體並非憑空造出電荷。晶體整體仍保持中性,因為帶正電的施體離子與帶負電的電子相互抵消——只不過現在電子能自由游走,而離子留在原地。
磷、砷、銻是矽中常見的施體——它們各有五顆外層電子,而矽只有四顆。第五顆電子束縛得極弱,以至於在室溫下幾乎全都已經自由。
像磷這樣的第五主族原子,每個都向矽捐出一顆束縛鬆弛的電子。
施體的鏡像是受體,它的外層電子少一顆,因而製造的是空穴。施體給出電子,受體拿走電子。
又稱
另見