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定義:
半導體是介于導體與絕緣體之間的一種介質,在不同的條件下可以表現出導電或者不導電的特性。常見的半導體材料有硅,鍺,磷等元素周期表中處于金屬與非金屬交界處的四價元素。其中硅是各種半導體材料應用中最具有影響力的一種。
分類:
半導體可以分為本征半導體和非本征半導體。
本征半導體:完全不含雜質的純凈半導體,載流子只能靠本征激發產生,導電性差。
非本征半導體:參有雜質,分為N型半導體和P型半導體。
N型半導體:
在本征半導體中摻入+5價元素(P,Sb)的半導體,給出多的電子變成正離子。半導體因為摻雜多出的載流子為自由電子,所以稱為N型半導體。N型半導體中的自由電子稱為多數載流子。電子是多數載流子,簡稱多子,空穴是少數載流子,簡稱少子。因為摻雜的雜質給出電子,故N型也稱施主雜質。
P型半導體:
在本征半導體中摻入+3價元素(B,Ai)的半導體,得到多的電子變負離子。半導體因為摻雜多出的載流子為空穴,所以稱為P型半導體。P型半導體中的空穴是多數載流子,簡稱多子。因為摻入的雜質接受電子,故P型也稱受主雜質。
特性:
1、熱敏特性
半導體的電阻率會隨溫度變化會發生明顯地改變。例如純鍺,濕度每升高10 度,它的電阻率就要減小到原來的1╱2。利用半導體的熱敏特性,可以制作感溫元件——熱敏電阻,用于溫度測量和控制系統中。
2、光敏特性
半導體的電阻率對光的變化十分敏感。有光照時、電阻率很小﹔無光照時,電阻率很大。例如,常用的硫化鎘光敏電阻,在沒有光照時,電阻高達幾十兆歐姆,受到光照時,電阻一下子降到幾十千歐姆,電阻值改變了上千倍。利用半導體的光敏特性,制作出多種類型的光電器件,如光電二極管、光電三極管及硅光電池等.廣泛應用在自動控制和無線電技術中。
3、摻雜特性
在純凈的半導體中,摻人極微量的雜質元素,就會使它的電阻率發生極大的變化。例如,在純硅中摻入百萬分之—的硼元素,其電阻率減小。人們可以通過摻入某些特定的雜質元素,精確地控制半導體的導電能力,制造成不同類型的半導體器件。
用途:
半導體材料制作成的元器件被廣泛應用在電子技術的各個方面。比較重要的領域有集成電路、微波器件和光電子器件。
1、集成電路
它是半導體技術發展中最活躍的一個領域,已發展到大規模集成的階段。在幾平方毫米的硅片上能制作幾萬只晶體管,可在一片硅片上制成一臺微信息處理器,或完成其它較復雜的電路功能。集成電路的發展方向是實現更高的集成度和微功耗,并使信息處理速度達到微微秒級。
2、微波器件
半導體微波器件包括接收、控制和發射器件等。毫米波段以下的接收器件已廣泛使用。在厘米波段,發射器件的功率已達到數瓦,人們正在通過研制新器件、發展新技術來獲得更大的輸出功率。
3、光電子器件
半導體發光、攝象器件和激光器件的發展使光電子器件成為一個重要的領域。它們的應用范圍主要是:光通信、數碼顯示、圖象接收、光集成等。
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