真性半導体と不純物半導体

　真性半導体とは不純物を取り除いた単結晶からなる半導体で、下の図のようにシリコンなどの半導体を構成する原子の最外殻電子が過不足なく共有結合に使用された状態となっています。

　一方、不純物半導体はドーパントと呼ばれる不純物を真性半導体に微量添加（ドープ）したもので、p型半導体とn型半導体の2種類があります。

p型半導体

　真性半導体にホウ素などの3価（最外殻電子が3個）の元素をドープするとp型半導体となります。

　p型半導体では下の図のように共有結合に使用する電子が一部で不足し、不足した部分に正の電荷をもつ正孔が生じます。

n型半導体

　真性半導体にリンなどの5価（最外殻電子が5個）の元素をドープするとn型半導体となります。

　n型半導体では下の図のように電子の一部が共有結合に使用されず過剰となり、自由に動くことのできる伝導電子が生じます。

　不純物半導体内に生じる正孔や伝導電子は、半導体中を自由に動き電荷を運ぶ役割を担うためキャリアと呼ばれます。

　p型半導体内には正孔が多く存在するため正孔が多数キャリアとなり、n型半導体では伝導電子が多く存在するため伝導電子が多数キャリアとなります。

　また、p型半導体内にも少量の伝導電子が存在し、n型半導体内にも少量の正孔が存在しており、これらはそれぞれ少数キャリアとなります。