半导体主要具有三大特性:
1.热敏特性
半导体的电阻率随温度变化会发生明显地改变。例如纯锗,湿度每升高10度,它的电阻率就要减小到原来的1/2。温度的细微变化,能从半导体电阻率的明显变化上反映出来。利用半导体的热敏特性,可以制作感温元件——热敏电阻,用于温度测量和控制系统中。
值得注意的是,各种半导体器件都因存在着热敏特性,在环境温度变化时影响其工作的稳定性。
2.光敏特性
半导体的电阻率对光的变化十分敏感。有光照时、电阻率很小;无光照时,电阻率很大。例如,常用的硫化镉光敏电阻,在没有光照时,电阻高达几十兆欧姆,受到光照时。电阻一下子降到几十千欧姆,电阻值改变了上千倍。利用半导体的光敏特性,制作出多种类型的光电器件,如光电二极管、光电三极管及硅光电池等。广泛应用在自动控制和无线电技术中。
3.掺杂特性
在纯净的半导体中,掺人极微量的杂质元素,就会使它的电阻率发生极大的变化。例如。在纯硅中掺人。百万分之—的硼元素,其电阻率就会从214000Ω·cm一下于减小到0.4Ω·cm,也就是硅的导电能为提高了50多万倍。人们正是通过掺入某些特定的杂质元素,人为地精确地控制半导体的导电能力,制造成不同类型的半导体器件。可以毫不夸张地说,几乎所有的半导体器件,都是用掺有特定杂质的半导体材料制成的。
扩展资料
1、半导体的组成部分
半导体的主要由硅(Si)或锗(Ge)等材料制成,半导体的导电性能是由其原子结构决定的。
2、半导体分类
(1)半导体材料很多,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。
(2)按照其制造技术可以分为: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。
此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,虽然不常用,但还是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。
3、半导体的作用与价值
目前广泛应用的半导体材料有锗、硅、硒、砷化镓、磷化镓、锑化铟等。其中以锗、硅材料的生产技术较成熟,用的也较多。
用半导体材料制成的部件、集成电路等是电子工业的重要基础产品,在电子技术的各个方面已大量使用。半导体材料、器件、集成电路的生产和科研已成为电子工业的重要组成部分。在新产品研制及新技术发展方面,比较重要的领域有:
(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。
这里硅化作用是指在同生-后生阶段(晚成岩的C亚期),二氧化硅矿物交代白云石的作用。
华北中、新元古界的白云岩中几乎都能见到发育程度不同的硅化现象,是一种最常见、分布最广泛的沉积后作用类型。在野外,次生交代成因的燧石呈各种形态和大小不同的条带、团块或结核产出,多顺层分布,但连续性不好,都受白云岩的结构、构造所控制;镜下见燧石中的硅质矿物有微晶玉髓、细-粗晶石英和纤维状玉髓,从燧石的显微结构特征看,它们从成因方式上可归纳成两种类型:(1)交代型,这是大量的基本的形式,主要由微晶玉髓组成;(2)充填型,这是交代型的伴生型式,在交代过程中,白云岩被溶蚀而产生大小不等、沿层理方向发育的孔洞,并被细-粗晶石英和纤维状玉髓充填。这两种型式可同时存在,由交代到充填是硅化作用由弱到强、由简单到复杂的过程。
Simonson(1985)认为,前寒武纪的水体中硅质的浓度比显生宙中的高得多。华北古海盆四周古陆上的风化作用和火山喷发活动为这一时期的海水提供了大量硅质来源。可以推断,在大红峪期-高于庄期富含Mg2+和Ca2+的海水中同时具有一定量的SiO2,当碳酸盐通过无机或有机化学作用沉淀之后,SiO2的浓度相对增大,这时便有利于SiO2沉淀并交代白云石矿物。
各种类型的白云岩均可发生不同程度的硅化,从泥晶、细粉晶到重结晶形成的各级晶粒,从叠层石白云岩到内碎屑白云岩、球团粒白云岩均可发生硅质交代白云岩的作用。SiO2的交代具有明显的选择性,一般总是优先交代富含有机质的部分,如叠层石白云岩从叠层石的泥晶纹层(基本层)开始交代,层状、波状、柱状叠层石中的硅化作用往往沿其基本纹层方向进行,然而有时这种选择性并不固定。选择性交代的原因可能如下:(1)有机质的分解可造成周围弱酸性微环境,有利于硅质的沉淀和交代;(2)多孔隙、渗透好的部位由于孔隙流体交换速率快而有利于硅化的进行。
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。
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)