半导体芯片是一种什么新型材料,它有哪些作用

半导体芯片是一种什么新型材料,它有哪些作用,第1张

半导体的材料:常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半导体按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物(砷化镓、磷化镓等)、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。

半导体的作用:

(1)集成电路 它是半导体技术发展中最活跃的一个领域,已发展到大规模集成的阶段。在几平方毫米的硅片上能制作几万只晶体管,可在一片硅片上制成一台微信息处理器,或完成其它较复杂的电路功能。集成电路的发展方向是实现更高的集成度和微功耗,并使信息处理速度达到微微秒级。(2)微波器件 半导体微波器件包括接收、控制和发射器件等。毫米波段以下的接收器件已广泛使用。在厘米波段,发射器件的功率已达到数瓦,人们正在通过研制新器件、发展新技术来获得更大的输出功率。

(3)光电子器件 半导体发光、摄象器件和激光器件的发展使光电子器件成为一个重要的领域。它们的应用范围主要是:光通信、数码显示、图象接收、光集成等。

半导体的特点:

(1)电阻率的变化受杂质含量的影响极大。例如,硅中只含有亿分之一的硼,电阻率就会下降到原来的千分之一。如果所含杂质的类型不同,导电类型也不同。由此可见,半导体的导电性与所含的微量杂质有着非常密切的关系。 (2)电阻率受外界条件(如热、光等)的影响很大。温度升高或受光照射时均可使电阻率迅速下降。一些特殊的半导体在电场或磁场的作用下,电阻率也会发生改变。

半导体是电子元件的主要原材料。它以硅、砷、锗、镓等为半导体材料,是一种介于导体和绝缘体之间的材料,是所有电子元件生产的最佳材料,其导电性能随温度升高而增加,与金属导体的性能相反,使用电子三极管,可产生电子频率放大和缩小的功能,常用的电子三极管有PNP和NPN。现代它的用途非常广泛,如1c集成电路、手机芯片、电子二极管、晶体管、电阻、电子元件等,制成的晶体管通常被称为锗管、硅管型,随着科学家对半导体材料的不断开发,新材料如砷化镓,用它开发的微波和光电电子元件都促进了现代微波和光电技术的发展。

导体是通电的,绝缘体是不通电的。介于两者之间的是半导体。你可以在初中化学的周期表中看到它。具体来说就是半导体。举个例子。普通铜线可以通电,但通电的能量不易控制,绝缘体不通电,但也不易控制绝缘程度。半导体本身就介于两者之间。其优点是,人们可以控制它的带电程度。

现在大多数电子产品都是由硅半导体制成的,常用的有,二极管、音频、晶闸管、自动控制的各种传感器(光、磁、力温度...)、显示屏、集成电路等。半导体中的杂质对电阻率的影响非常大,但如果在具有晶体结构的半导体中人为地掺入特定的杂质元素,其导电性是可以控制的。有了半导体,才有了晶体管,有了晶体管,才有了集成电路,半导体是集成电路的基础。应用最广泛、商业上最成功的半导体材料是硅。在集成电路的平面工艺中,硅更容易实现氧化、光刻、扩散等工艺,更方便集成,其性能也更容易控制。

半导体的作用是可以通过改变其局部的杂质浓度来形成一些器件结构,这些器件结构对电路具有一定控制作用,比如二极管的单向导电,比如晶体管的放大作用。

这是导体和绝缘体做不到的。导体在电路中常常作为电阻和导线出现,在电路中仅仅起到分压或限流的作用。

导体器件(semiconductor device)通常利用不同的半导体材料、采用不同的工艺和几何结构,已研制出种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极,晶体二极管的频率覆盖范围可从低频、高频、微波、毫米波、红外直至光波。

三端器件一 般是有源器件,典型代表是各种晶体管(又称晶体三极管)。晶体管又可以分为双极型晶体管和场效应晶体管两 类。根据用途的不同,晶体管可分为功率晶体管微波晶体管和低噪声晶体管。

扩展资料:

半导体分类

1、晶体二极管

晶体二极管的基本结构是由一块 P型半导体和一块N型半导体结合在一起形成一个 PN结。在PN结的交界面处,由于P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子要相互向对方扩散而形成一个具有空间电荷的偶极层。这偶极层阻止了空穴和电子的继续扩散而使PN结达到平衡状态。

2、双极型晶体管

它是由两个PN结构成,其中一个PN结称为发射结,另一个称为集电结。两个结之间的一薄层半导体材料称为基区。接在发射结一端和集电结一端的两个电极分别称为发射极和集电极。接在基区上的电极称为基极。

3、场效应晶体管

它依靠一块薄层半导体受横向电场影响而改变其电阻(简称场效应),使具有放大信号的功能。这薄层半导体的两端接两个电极称为源和漏。控制横向电场的电极称为栅。

参考资料来源:百度百科—半导体


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