又是阳光明媚的一天，在湛蓝的天空之下，温暖的春风悄悄抚摸着这一个微小又复杂的芯片。这片芯片就像一座大都市，以硅为主要成分的半导体们在这里安居乐业，共同沐浴着春天的气息，享受着这片大都市的繁荣。

而今天，这个大都市的民政局中来了一对情侣。其中一位身披硼衣，脚踏由空穴组成的洞洞鞋；另一位则身穿沾满磷片的连衣裙，脚踩着迷幻般的电子云。

民政局的窗台上，一位工作热源正热情地招呼着他们，微笑着问道：“你们是来办结婚证的吗？”

那位身披硼衣的微微点了点头，回答道：“是的。我是参杂了硼的p型半导体，叫做小硼；她是参杂了磷的N型半导体，名字是晓磷。我们打算在今日结婚，正式成为一对pn结，从此永不分离，共同为芯片的二极管事业而奋斗！”

工作热源听罢，便温和地对他们说：“麻烦先拿个号吧~里面请。”

回想在两个小时前那炽热的火炉中，晓磷正在衬底上忙碌地工作。这时，从氮化硼与硅的界面上扩散出来的小硼走了过来。当晓磷的手和小硼牵上时，她就感觉对方的空穴朝着自己的身体慢慢流了过来，而自己的电子也不由自主地向着对方流去，这仿佛是产生了爱的电流。从这一刻起，他和她都已经知道，他们命中注定了一辈子不分离。

为什么小硼和晓磷会这么有缘分呢？这还要从他们的前身——半导体的身世说起。

01

材料三兄弟，谁是半导体？

在材料物理的世界中，有这三兄弟：

大哥求贤若渴，广纳电流。他可以三顾电庐，联结器件，只为利用自己体内流动的电子，在器件的两端光复电势，让从电源流出的电流还于旧都。正是因为大哥仁慈、宽广的胸怀，人们常常将他做成导线、线圈，并称之为导体。

二哥义薄云天，有勇有谋。他能导能阻，并不固守于欧姆定律，其电阻可以随外界环境的各项参数而改变。但是在接受了少量杂质的感染之后，他就会对这种杂质重情重义，并且它的性能会因此发生很大的改变。二哥的人品实在太好了，以至于人们将他奉为“材圣”，并把他安放在许多重要的场合，如逻辑IC、储存器，甚至是芯片当中。没错，二哥的名字就是半导体。

三弟生性莽撞，直截了当。无论在两端加上多大的电势差，他都会打打**，抗争到底。无论外界环境是高温还是低温，晴天还是雨天，他都不会允许任何一丝电流穿过他的身体。三弟就是我们日常生活中插头外壳和电线外套等需要用到的绝缘体。

02

你在炒CP，半导体在炒NP

半导体一般有着上下两个能带，上面的叫做导带(一般标记为C)，下面的叫做价带(一般标记为V)。在绝对零度的时候，价带中充满着电子，而导带中则没有电子。随着温度升高，一小部分价带中的电子(n)就会激发到导带；而电子激发出去后在价带留下的空位，叫做空穴(p)。半导体理论中不能炒CP，因为导带中并没有空穴这个概念。