半导体电子学/半导体/掺杂
掺杂是在本征半导体中添加杂质以改变其性质的过程。通常，三价和五价元素被用来掺杂硅和锗。当本征半导体掺杂三价杂质时，它成为P型半导体。P代表正，这意味着半导体富含空穴或正电荷离子。当我们用五价杂质掺杂本征材料时，我们得到N型半导体，其中N代表负。N型半导体具有负电荷离子，或者换句话说，它具有过量的电子。
原子遵循一个称为八隅体规则的规则。根据八隅体规则，当原子在其价层中有八个电子时，原子是稳定的。如果不是这样，原子很容易接受或共享相邻原子的电子以在其价层中实现八个电子。在硅晶格中，每个硅原子被四个硅原子包围。每个硅原子与其相邻的硅原子共享其价层中的一个电子以满足八隅体规则。本征半导体的示意图如右图（图：本征硅晶格）所示。
当我们把一个五价元素放到晶格中时。正如你所看到的图像（图：N型），我们用五价元素磷掺杂了硅晶格。现在五价元素有五个电子，所以它与四个相邻的硅原子中的每一个共享一个电子，因此四个电子与晶格中的硅原子相连。这留下了额外的电子。这个多余的电子可以自由移动，并负责传导。因此，N型（负型）本征半导体（在本例中为硅）是通过用五价元素掺杂半导体制成的。
要创建一个P型半导体，我们只需要把一个三价元素放到晶格中。一个三价元素在其价层中有三个电子。它与晶格中三个相邻的硅原子共享三个电子，第四个硅原子要求一个电子，但三价原子没有更多电子可以共享。这在晶格中创造了一个空隙，我们称之为空穴。由于电子不足，空穴很容易接受电子，这使其成为一个P型（正型）外延半导体。
正如你在上面的图像中看到的（图：P型），我们在硅晶格中放入了硼（三价元素）。这在半导体中产生了一个空穴，使其成为P型材料。
锗的情况也不例外。它的行为与硅相同；然而，一些性质不同，这使得基于锗的器件在某些应用中更好，而基于硅的器件则用于其他应用。