文組也好懂的半導體 - (1)從原子裡面有甚麼,電流又是甚麼,甚麼是半導體

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萬物都是原子組成的,而原子又是由帶正電的原子核與帶負電的電子組成,而每個原子核裡面都會有帶正電的質子與不帶電的中子

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這世界就是這麼神奇,一顆質子與一顆電子都一樣,只是正負相反(一個是正電一個是負電),我們稱為這個電量為基本電荷。電子的英文叫做electron,所以基本電荷的單位就叫做e,而實際去測e的大小為-1.602 × 10−19庫侖,庫倫(C)就是一個常用的電量單位,這個先知道就好,重點是質子與電子的電量一樣大,只是正負相反

在正常(自然)的狀態下,一個原子核的正電量會跟電子的負電量相等,這件事其實很符合直覺,如果電子剛好少了一顆,那正電量就會太多,就會從環境抓一顆電子過來補,回到所謂電中性的狀態(也就是正負電一樣多)

電流的來源

因此每一顆原子裡面的電子都好好的跟原子核中的質子相吸,理當是跑不太掉的,但如果今天給他一個能量,要電子跑掉也不是不可能,只是電子跑了之後又會有一顆電子來補。

也就是這樣,如果今天一股能量往一群原子的從左到右打來,那裡面的電子就會往右邊跑,而左邊的電子補回來後,只要能量不消失,這個電子就會一直往右跑,這也是電(子)(在)流。電流也就是一種能量藉由電子在傳遞的形容詞,而電力由於是被電子帶著的,所以電子也可以稱為載子。順帶一提,電流會在導體裡面乖乖跑,很好控制,所以現在大家想要能量都是用電力。世界上當然有超多種傳遞能量的方式,像無線充電那類不好控制的能量雖然也不是不能用,但要有效率的使用還是等未來黑科技吧

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這裡要跟大家複習一下,電流的定義就是跟電子流動的方向相反,這是古人搞出來的定義,畢竟他們那時不知道有電子這東東,所以定義剛好相反也是不意外

導體、半導體、絕緣體

既然每個物體的電子跟原子都會相吸,只是因為每個物質(元素)的原子都長得不太一樣,有些電子很容易跑來跑去,很容易讓他們的電子流動,這代表很導電;反之,有些物質的電子要移動超級無敵難,這也就是所謂的絕緣體。那很廢話的如果有個物質的電子可以移動又不太好動要叫啥,就是半導體啦

所以大家不要覺得半導體本身是甚麼很難理解的黑物質,其實就只是愛導不導的物體而已

可為什麼現在半導體業這麼的發達? 因為後來有天才找到操縱半導體導電性的方法,讓半導體可以自由被控制變成接近導體或是接近絕緣體的狀態,這時就有很多神奇的事情可以發生了,也是為什麼現代社會半導體這麼的重要的原因,想知道就看下一篇囉~

認真雜學與思想,最近認真研究總經的創業人
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