半导体材料的导电性并不好，在单一元素物质的状态下仅能维持有限的导电能力。这是因为在导带的自由电子和在价带的空穴的数目很有限。纯硅（或锗）必须加以改变，增加自由电子或空穴数目，才能改进它们的导电性，才能运用在电子元件上。我们在这一节中，可以学到将杂质加入纯质材料中，就能达到此目的。掺有杂质的半导体材料，分为N型和P型两种，是大部分电子元器件的主要组成部分。
    在学习完这一节的内容后，你应该能够：说明N型和P型半导体材料的特性；定义掺杂的含义；解释N型半导体如何形成；解释P型半导体如何形成；说明何谓多数载流子和少数载流子。
   1.掺  杂
    将定量的杂质加入纯质半导体材料中，就可大幅提高硅和锗的导电性。这个过程被称为掺杂( doping)，可以增加材料中载流子（电子或空穴）的数目。掺有杂质的半导体有两种，就是N型和P型。
   2.N型半导体
    要增加纯硅导电带的电子数目，可加入五价的杂质原子。具有五个价电子的原子有砷(As)、磷(P).铋(Bi)和锑(Sb)。
    如图1.15所示，每一个五价原子（图中所示为锑）都会与邻近的四个硅原子形成共价键。锑原子有四个价电子要与硅原子形成共价键，就舍多出一个价电子。这个多余的价电子就成为传导电子，因为它不属于任何原子。由于五价原子会放弃一个电子，所以又被称为施主原子( donor atom)。凭借加入硅晶体的杂质原子的数目，就能控制传导电子的数目。这种掺杂过程所产生的传导电子，并不会在价带上留下空穴，因为这些传导电子都是多出来的电子。

                    
    既然大多数的载流子都是电子，硅（或锗）掺杂入五价原子就成为N型半导体（N代表电子所带的负电荷）。电子就称为N型半导体中的多数载流子(majority carriers)。虽然N型半导体材料的多数载流子是电子，但是仍会有少数的空穴产生，这是因为热扰动会产生电子一空穴对。这些空穴并不是因为加入五价杂质原子而产生。空穴在N型半导体材料中称为少数载流子(minority carriers)。
   3. P型半导体
    要在纯硅晶体中增加空穴的数目。可以加入三价的杂质原子。具有三个价电子的原子有硼(B)、铟(In)和镓(Ga)等。
    如图1.16所示，每一个三价原子（此图中所示为硼）会与邻近的四个硅原子形成共价键。硼原子的全部三个价电子都用于共价键，但是因为需要四个电子，因此每加入一个三价元素就会产生一个空穴。因为三价原子可以接牧电子，因此被视为受主原子( acceptor atom)。凭借加入硅晶体的三价杂质原子的数目，就可以控制空穴的数目。由掺杂过程所产生的空穴，并不会伴随产生传导（自由）电子。

                       
    硅（或锗）晶体掺杂三价原子后，因为大多数的载流子是空穴，就称为P型半导体。空穴可视为正电荷，因为缺乏一个电子，相对地就会形成原子多一个正电荷。P型材料中的多数载流子是空穴。虽然P型半导体材料的多数载流子是空穴，LMV722MMX但是仍会有少数的自由电子产生，这是因为热扰动产生的电子一空穴对。这些自由电子并不是因为加入三价杂质原子而产生。电子在P型半导体材料中称为少数载流子。