其實半導體在最原始的時候是一種材料，比如硅。后來使用這些半導體材料制作了集成電路，又將集成電路封裝成芯片。但是半導體這個名字一直保留著，所以我們通常把這些統統以半導體這三個字代替。

　　現在我們該聊一聊半導體中最基本的單元：“PN結”。現在公認的半導體理論基礎是也是1949年的PN結理論。后面才有真正的二極管和CMOS理論。

　　我們主要聊一聊二極管。三極管是二極管的一個延展，我們最后再簡單的說一下。

　　我在第一期的時候聊到過，半導體一開始只是只處于導體和絕緣體之間的元素，比如硅。那這個半導體到底有什么特點呢？

　　半導體的特點：

　　我們現在想像有這么一朵花，有四個花瓣。但是呢，這朵花如果只有四個花瓣及其不穩定，風一吹就掉了，它必須有8個花瓣才能穩定。那這怎么辦呢，他只能從旁邊的花中借，從每個隔壁的花上借一個花瓣，然后就穩定了，形成這樣一個結構。比如中間紅色的花就是從隔壁四個花中各借一個花瓣，然后紅色的花周圍就有8個花瓣了，風也吹不走了。同時BCDE四朵花也從他們各自的旁邊借四個花瓣就可以了。這樣就形成一個穩定的結構了。這是半導體最原始的結構。

　　但是現在如果它旁邊的花不是4個花瓣呢？比如如果是5個花瓣的，比如下圖，那會出現什么情況？

　　現在對于ABCD來講已經穩定了，風吹不走了，但是花朵E多了一個花瓣，這個花瓣如果遇到風也會跑走，所以我們就把這個能被風吹走的花瓣叫做自由自在的花瓣，因為它不受限制。

　　那如果旁邊的花少一個花瓣呢？比如這樣，在E這個花上少了一個花瓣。哎呀，我還真沒想到叫一個合適的名字，我就直接叫半導體名字了，叫做空穴。空穴不是指花瓣，而是指沒有花瓣留下的位置。

　　OK，現在我們開始說半導體，將上面這個例子中涉及到的東西一一對應到半導體中。

　　上面的一個花朵就是一個原子，一個花瓣就是一個電子。所以“一個花朵有四個花瓣”，翻譯成半導體語言就是“這個原子的最外層有四個電子”。如果多了一個花瓣，這就是N型半導體，把多余的花瓣叫做自由電子。如果少了一個花瓣就是P型半導體，把少的那個花瓣所留下的位置叫做空穴。雖然原來都是不能導電的，但是如果在N型或者P型半導體身上加上電壓，它就會導電，因為他們有自由的電子和空穴。

　　這就是半導體最最基本的理論-PN結理論。那怎么才能實現P型和N型呢？就是用最簡單粗暴的辦法-離子植入，換句話說，就是將最外層有5個電子的元素（比如硼，磷）通過高能量的加速過程，最后轟擊到半導體里面，最后就形成了N型半導體。如果將最外層有3個電子的元素（如銦等）轟擊到半導體里面，最后就形成P型半導體。

　　二極管原理：

　　那二極管是什么呢?我們設想一下這個現象，我們現在把P型和N型放在一起，如下面。

　　這個時候N型里面的多余的花瓣（電子）就會往P型里面跑，P型的空穴往N型里面跑（實際上空穴是不跑的，只是相對而言，我相信你能明白）。這樣就會在P型和N型之間形成一個內建電場（額，這個有點專業了，我們還是不說了）。總之你只需要知道在P型這邊如果加一個正電壓，在N型這邊接地。如果這個電壓足夠大，這兩端就會有電流產生，如果電壓太小或者接反了，就不會有電流產生。這就是PN結的單向導電性。這里多說一句，其實當電壓較小時，也是有很小的電流，或者反向電壓偏大時，也會產生電流，但是那些比較專業，我們在這里就不聊了，作為行業外的人，了解這么多已經足夠了，畢竟也不需要你去做研究。只要聽懂別人在講什么就夠了。

　　總之，大家可以簡單記住一句話就可以了：“正偏的時候（P型端接正電壓，N型端接負電壓或者地），當達到某個電壓值時，PN結不導電。反偏的時候（P接負或者地，N接正電壓），電壓偏小，沒有電流”。

　　三極管原理：

　　三極管就是在二極管的基礎上再加上一個P型或者N型半導體，變成PNP或者NPN。

　　三極管在使用的時候可以接三端電壓，比如拿PNP來說，在左邊，中間，右邊分別加上電壓，這樣就可以通過加在N型的電壓大小來控制有沒有電流或者電流大小，而且還能實現電流的放大功能。關于具體怎么實現的，涉及到太多公式與物理知識，這里就不說了