半导体有什么特性?

半导体有什么特性?,第1张

半导体具有特性有:可掺杂性、热敏性、光敏性、负电阻率温度、可整流性。

半导体材料除了用于制造大规模集成电路之外,还可以用于功率器件、光电器件、压力传感器、热电制冷等用途;利用微电子的超微细加工技术,还可以制成MEMS(微机械电子系统),应用在电子、医疗领域。

半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。通过掺入杂质来改变其导电性能,人为控制它导电或者不导电以及导电的容易程度。

扩展资料

半导体的四种分类方法

1、按化学成分: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、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、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。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。

2、按制造技术:分为集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。

3、按应用领域、设计方法分类:按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。

4、按所处理的信号:可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。

参考资料来源:百度百科—半导体

半导体的四个特性:电阻率的负温度特性、光照导电效应、光伏现象、整流效应。

1833年,法拉第发现了硫化银的电阻随着温度的变化而显现出的特性与一般金属不同。通常情况下,金属的电阻随温度升高而增加,法拉第发现硫化银的电阻随着温度的上升而降低。这是人类首次发现的半导体现象。

1839年,法国科学家亚历山大·贝克雷尔(Alexandre Edmond Becquerel)发现了光伏现象。那是一个半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生电压,这是半导体的第二个特征。

1873年,英国科学家史密斯(W.Smith)发现了硒晶体材料在光照下电阻减弱的现象,这是半导体第三个特性。

1880年,半导体的霍尔效应被发现。

1874年,德国的布劳恩(Ferdinand Braun)发现了硫化物半导体的整流效应。同年,氧化铜的整流效应也被发现。

 半导体五大特性∶电阻率特性,导电特性,光电特性,负的电阻率温度特性,整流特性。 ★在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。 ★在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。 晶格:晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,称为晶格。 共价键结构:相邻的两个原子的一对最外层电子(即价电子)不但各自围绕自身所属的原子核运动,而且出现在相邻原子所属的轨道上,成为共用电子,构成共价键。 自由电子的形成:在常温下,少数的价电子由于热运动获得足够的能量,挣脱共价键的束缚变成为自由电子。 空穴:价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。 电子电流:在外加电场的作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流。 空穴电流:价电子按一定的方向依次填补空穴(即空穴也产生定向移动),形成空穴电流。 本征半导体的电流:电子电流+空穴电流。自由电子和空穴所带电荷极性不同,它们运动方向相反。 载流子:运载电荷的粒子称为载流子。 导体电的特点:导体导电只有一种载流子,即自由电子导电。 本征半导体电的特点:本征半导体有两种载流子,即自由电子和空穴均参与导电。 本征激发:半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发。 复合:自由电子在运动的过程中如果与空穴相遇就会填补空穴,使两者同时消失,这种现象称为复合。 动态平衡:在一定的温度下,本征激发所产生的自由电子与空穴对,与复合的自由电子与空穴对数目相等,达到动态平衡。 载流子的浓度与温度的关系:温度一定,本征半导体中载流子的浓度是一定的,并且自由电子与空穴的浓度相等。当温度升高时,热运动加剧,挣脱共价键束缚的自由电子增多,空穴也随之增多(即载流子的浓度升高),导电性能增强;当温度降低,则载流子的浓度降低,导电性能变差。 结论:本征半导体的导电性能与温度有关。半导体材料性能对温度的敏感性,可制作热敏和光敏器件,又造成半导体器件温度稳定性差的原因。 杂质半导体:通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素,可得到杂质半导体。 N型半导体:在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体。 多数载流子:N型半导体中,自由电子的浓度大于空穴的浓度,称为多数载流子,简称多子。 少数载流子:N型半导体中,空穴为少数载流子,简称少子。 施子原子:杂质原子可以提供电子,称施子原子。 N型半导体的导电特性:它是靠自由电子导电,掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能也就越强。 P型半导体:在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,形成P型半导体。 多子:P型半导体中,多子为空穴。 少子:P型半导体中,少子为电子。 受主原子:杂质原子中的空位吸收电子,称受主原子。 P型半导体的导电特性:掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能也就越强。 结论: 多子的浓度决定于杂质浓度。 少子的浓度决定于温度。 PN结的形成:将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在它们的交界面就形成PN结。 PN结的特点:具有单向导电性。 扩散运动:物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动,这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。 空间电荷区:扩散到P区的自由电子与空穴复合,而扩散到N区的空穴与自由电子复合,所以在交界面附近多子的浓度下降,P区出现负离子区,N区出现正离子区,它们是不能移动,称为空间电荷区。 电场形成:空间电荷区形成内电场。 空间电荷加宽,内电场增强,其方向由N区指向P区,阻止扩散运动的进行。 漂移运动:在电场力作用下,载流子的运动称漂移运动。 PN结的形成过程:如图所示,将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上,在无外电场和其它激发作用下,参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目,从而达到动态平衡,形成PN结。 PN结的形成过程电位差:空间电荷区具有一定的宽度,形成电位差Uho,电流为零。 耗尽层:绝大部分空间电荷区内自由电子和空穴的数目都非常少,在分析PN结时常忽略载流子的作用,而只考虑离子区的电荷,称耗尽层。 PN结的单向导电性


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