第224章 仙童[2/2页]

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    导体又是如何实现逻辑电的呢？

    以纯锗晶体为例说明半导体的神奇属性。每个锗原的最外层有4个电，而在晶体内整齐排列的原中，4个电的每一个都与邻近原所含的4个电中的某一个成对地结合在一起，当外围电为8个的时候，根据泡利不相容原理计算出来的电能级，以及实际世界中惰性元素的实证，所有的电都是很稳定地联结成对的。由于这种排列方式与钻石的排列方式相似，所以锗硅和其他类似这种结构的物质统称为“金刚结构”。

    如果在这种体系完整的金刚结构内掺入一点砷原，情况会变得复杂。砷的最外层有5个电，其中4个电将与其原核整个取代锗原的位置，与邻近的锗原依照前述排列方式紧挨在一起，电也成对结合，但第五个电因没有配对而自由流动。

    这时，如果往此晶体上加一个电压，这个自由电将向正移动。但它无法像金属导体中的自由电那样快速地移动，它们的导电性只是比硫磺玻璃等绝缘体要好。所以这种加入了微量杂质的金刚结构叫“半导体”。

    光是这样的属性还不足以使半导体奇特，当我们不是向锗晶体加砷而加硼的话，由于硼原的最外层只有3个电，它们分别与3个邻近锗原所属的电配对，但余下1个锗电怎么办呢？它只好与“空穴”配对。

    如果向掺硼的晶体加一个电压，邻近的电受正电的吸引向前递补，而在原来的位置留下一个空穴，于是下一个电又来递补。表面上看来虽是电向正电方向移动，但究其本质，我们也可以说是空穴向负移动。也就是“空穴”成了电流的载体。

    掺砷的锗具有1个游离电，可称为负型，而掺硼的锗有一个游离的空穴，如同带正电，可称为正型。两者结合起来讨论，当我们把一个锗晶体的一半做成负型，另一半做成正型就形成了一个全新的整流器。因为负型接至负时它的电会被推向正，同时正的正型空穴会被推向负，于是晶体中有电流流通。

    把正负对调的结果却是两种晶体的电荷不协同，电流无法通过，电中断。

    半导体整流器不需要抽真空，因此体积可以做得很小；不易破裂或漏电，在常温工作只需要很小的电流，你想想刚才老是提到“一个电怎么怎么着”。它更不需要像真空管那样有一定的预热时间。在技术上它是绝对秒杀掉真空管的存在。

    对于致力于科技霸权的唐宁来说，半导体还有一个好处，它的原理复杂，成微小，几乎不可能在电晶体发展到非常成熟之前被破解。唐宁不仅要用半导体来代替真空管，更是决定将产当成绝对机密。工厂将设在“与世隔绝”的加州藩市附近的圣克拉拉谷，红杉资本则会投资一个叫“工厂”的厂，整

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