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半导体器件是几乎所有电子器件的基础,半导体器件的一些应用是:
所有类型的晶体管都可以用作逻辑门的构建块,这对数字电路的设计很有用。
在微处理器等数字电路中,晶体管充当开关(通断);例如,在 MOSFET 中,施加在栅极上的电压决定了开关是打开还是关闭。
用于模拟电路的晶体管不充当开关(通断);相对而言,它们以连续范围的输出响应连续范围的输入。常见的模拟电路包括振荡器和放大器。
在模拟电路和数字电路之间进行接口或转换的电路称为混合信号电路。
锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件(热敏电阻);利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件,像光电池、光电管和光敏电阻等。
半导体还有一个最重要的性质,如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件,如半导体二极管、三极管等。
把一块半导体的一边制成P型区,另一边制成N型区,则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层,一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用(用黑色箭头表示)。中间部分为PN结的形成过程,示意载流子的扩散作用大于漂移作用(用蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场的方向)。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。
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